Orientadores: Marcos Cesar de Oliveira, Silvio Antonio Sachetto Vitiello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-22T14:05:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarrilloLozada_Alejandro_M.pdf: 43030851 bytes, checksum: 63a4000c6fbaa12db70efa1fc8fa2a1b (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: O campo magnético da Terra é essencial na orientação de pássaros migratórios. A explicação mais promissora para esta orientação utiliza o mecanismo de pares ra-dicais (PR) criados em uma reação foto-estimulada, a qual é conjecturada ocorrer em fotorreceptores criptocromo. Esta última conjectura foi particularmente reforçada recentemente pela evidência de sensibilidade magnética do criptocromo humano. Os radicais devem ter uma anisotropia intrínseca, a fim de definir um quadro de referência para esse tipo de bússola. Esta anisotropia, quando introduzida através de interação hiperfinas, impõe imobilidade ao RP formado dentro do olho do pássaro, e implica na preservação do emaranhamento entre os elétrons desemparelhados do PR por tempos longos (de centenas de microssegundos). Consequentemente, os tempos de coerência são também longos, mesmo que o papel do emaranhamento na reação permaneça desconhecido. Mostra-se que esse tipo de anisotropia devido às interações hiperfinas não é necessário para o funcionamento da bússola. Pares radicais isotrópicos, isto é, moléculas que executam um movimento de rotação ou de difusão capaz de remover qualquer anisotropia no Hamiltoniano quando submetidos a um processo de decoerência rápida, são capazes de fornecer a anisotropia necessária para que a bússola funcione. O ambiente no qual o PR está imerso _e responsável pelo referencial da bússola, relaxando a hipótese de imobilidade. Isto expande significativamente a gama de aplicabilidade do mecanismo de PR fornecendo mais elementos para pesquisa experimental, quanto as moléculas candidatas não devem estar fixas na retina. Utilizando esta fonte externa de anisotropia, mostramos que o emara-nhamento não é necessário para o bom funcionamento da bússola dado que estados separáveis podem formar produtos anisotrópicos sob as condições apropriadas. Condições iniciais classicamente correlacionadas para o PR, ou em outras palavras, estados iniciais sem correlação quântica, podem fornecer uma outra fonte da anisotropia necessária para o bom funcionamento da bússola; dado que o estado inicial não _e um estado singleto (ou tripleto) perfeito entre os spins eletrônicos e portanto não _e um estado maximamente emaranhado, esta nova fonte de direção preferencial na criação dos produtos químicos ganha relevância / Abstract: Earth's magnetic field is essential for orientation of migratory birds. The most promising explanation for this orientation employs the photo-stimulated radical pair (RP) mechanism, conjectured to occur in cryptochrome photoreceptors. This last conjecture has been particularly reinforced recently by the evidence of magnetosensivity of human cryptochrome. The radicals must have an intrinsic anisotropy in order to define a reference frame for this kind of compass. This anisotropy, when introduced through hyperfine interactions, imposes immobility of the RP formed within the eye of the bird, and implies that entanglement between the unpaired electrons of the RP is preserved over long times of hundreds of microseconds; therefore the coherence times are longer, even if the role of entanglement in the reaction remains unknown. We show that this kind of anisotropy due to hyperfine interactions is not necessary for the proper functioning of the compass. Isotropic radical pairs, i.e., molecules performing diffusional or rotational motion able to average away any anisotropy in the hamiltonian, when subjected to a fast decoherence process, are able to provide the anisotropy required for the compass to work. The environment in which the RP is immersed is then responsible for the reference frame of the compass, relaxing the immobility assumption. This significantly expands the range of applicability of the RP mechanism providing more elements for experimental search, as the candidate molecules must not be fixed within the retina. Using this external source of anisotropy, we show that entanglement is not necessary for the proper working of the compass, given that separable states can form anisotropic yields under proper conditions. Classically correlated initial conditions for the RP, or in other words, initial states without quantum correlations, can provide another source of the required anisotropy for the proper working of the compass; given that the initial state is not a perfect singlet (or triplet) state between the electronic spins and therefore is not a maximally entangled state, this new source of preferred direction in the creation of the chemical products gains relevance / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Joerg Dietrich Wilhelm Schleicher / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica e Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-20T00:32:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Figueiredo_JoseJadsomSampaiode_D.pdf: 25764128 bytes, checksum: 358c6580d480aca067e19d0095ab844b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Meios anisotrópicos fissurados ou fraturados têm sido amplamente investigados em muitos estudos teóricos e experimentais. Neste trabalho, realizamos uma série de medidas ultrassônicas objetivando investigar o comportamento de diferentes meios artificialmente anisotrópicos. Três questões foram abordadas: (1) estudo da birrefringência da onda S em função da frequência da fonte, (2) estimativa das direções de fraturas através de ondas elásticas e (3) o estudo do excesso de complacência em meio transversalmente isotrópico com a inclusão de fissuras. No primeiro caso, o efeito da frequência da fonte na estimativa dos parâmetros elásticos (o parâmetro de Thomsen e a atenuação de ondas cisalhantes) foi estudado em três modelos anisotrópicos contendo inclusões (pequenos discos de borrachas) em uma matriz sólida de resina epóxi e densidade de fissuras variando de 0 para 6,2 %. Dois dos três modelos fissurados tem 10 camadas enquanto o outro tem 17. Medidas de birrefringência das onda S têm mostrado que efeitos de dispersão são mais proeminentes em modelos em que a razão entre o comprimento de onda sísmica e a abertura da fissura é 1,6 - 1,64 do que para outros modelos em que essa razão está variando entre 2,72 - 2,85. O modelo com grandes fissuras deu uma magnitude de atenuação três vezes maior em comparação com outro modelo que tinha pequenas inclusões. Os resultados para estes modelos indicam que o espalhamento elástico, as atenuações intrínseca e de espalhamento ...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: Anisotropic cracked media have been widely investigated in many theoretical and experimental studies. In this work, we have performed ultrasonic surveys to investigate the behavior of different artificially anisotropic media. Three questions were addressed here: (1) study of the S-wave splitting as a function of source frequency, (2) estimation of the fracture directions using elastic waves and (3) investigation of compliance excess in transversally isotropic media with crack inclusions. Firstly, we studied the effect of source frequency on the estimation of elastic parameters (the Thomsen parameter and shear-wave attenuation) in four anisotropic models containing cracks simulated by penny-shaped rubber inclusions in a solid epoxy resin matrix with crack density that ranges from 0 to 6.2 %. Two of the three cracked models have 10 layers and the last one has 17 layers. Our S-wave splitting measurements have shown that scattering e_ects are more prominent in models where the ratio of seismic wavelength to crack aperture ranges from 1.6 to 1.64 than in other models where this ratio varies from 2.72 to 2.85. The model with large cracks gave a magnitude of attenuation three times higher as compared with another model that had small inclusions. The results for these models indicate that elastic scattering, intrinsic and scattering attenuation ...Note: The complete abstract is available with the full electronic document / Doutorado / Reservatórios e Gestão / Doutor em Ciências e Engenharia de Petróleo

Orientador: Euclides de Mesquita Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-21T04:39:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Labaki_Josue_D.pdf: 3777054 bytes, checksum: 98096129397b78d6f60e69e7d8210b9b (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho apresenta novos modelos para descrever o comportamento harmônico de placas rígidas e flexíveis incrustadas em meios estratificados. Incrustações profundas das placas são representadas por interfaces bi-materiais de meios viscoelásticos transversalmente isotrópicos. Incrustações rasas são representadas por meios estratificados viscoelásticos transversalmente isotrópicos. Os modelos de meios circundantes são obtidos com base em modelos clássicos disponíveis na literatura, que estão em coordenadas cilíndricas. O método usado para obter esses modelos envolve transformadas de Hankel, com o objetivo de obter as equações de movimento em um domínio no qual elas possam ser manipuladas algebricamente. Algumas funções de interesse são expandidas em séries de Fourier, para decompor grandezas como deslocamentos, tensões e carregamentos em termos axissimétricos e antissimétricos. No modelo de placa rígida, a incrustação da placa é descrita assumindo que uma superfície circular do meio circundante é rígida. Um conjunto de equações integrais acopladas, que relaciona deslocamentos e força de superfície atuantes nesta superfície, é resolvido por meio de discretização da superfície em discos anulares concêntricos. A teoria de Kirchhoff para placas finas é usada como modelo de placa flexível. Uma tentativa de solução para o perfil de deflexão da placa é definido em termos de série de potência. Uma função envolvendo as energias de deformação da placa e do meio é definida, cuja minimização, sob as restrições impostas pelas condições de contorno da placa, resulta no perfil de deflexão da placa incrustada. Os modelos de placa rígida e flexível incrustadas são comparados com resultados da literatura para incrustações em meios isotrópicos. Novos resultados são fornecidos para os casos de incrustações rasas ou profundas em meios viscoelásticos estratificados transversalmente isotrópicos, sob a ação de forças harmônicas verticais e transversais, assim como momentos. Os resultados deste trabalho contribuem para o estudo de fundações e âncoras em solos estratificados / Abstract: This work presents new models to describe the time-harmonic behavior of rigid and flexible circular plates embedded in layered media. Deep embedments of the plates are represented by bimaterial viscoelastic transversely isotropic interfaces. Shallow embedments are represented by multilayered viscoelastic transversely isotropic media. The models of surrounding media are derived according to classical models available in the literature, which are in cylindrical coordinates. The method used to derive these models involves Hankel transforms, in order to bring the equations of motion to a domain in which they can be dealt with algebraically. A few functions of interest are expanded in Fourier series, in order to describe quantities such as displacements, stresses and loadings in terms of axisymmetric or antisymmetric components. In the model of rigid plate, the embedded plate is described by considering that a circular surface within the surrounding medium is rigid. A set of coupled integral equations, which relate the displacements and the unknown tractions across this surface, is solved by discretizing the surface into concentric annular disc elements. Kirchhoff theory of thin elastic plates is used to describe the flexible plate. A trial function to describe the deflection profile of the plate is defined in terms of a power series. An energy functional is established, which involves the strain energy of the plate and of its surrounding medium. The minimization of this functional, under the restriction that is must satisfy the boundary conditions at the plate edge, results in the deflection profile of the embedded plate. The models of embedded plates are compared with previous results from the literature for the case of different embedments in isotropic media. New research results are provided for the case of shallow and deep embedments in layered viscoelastic transversely isotropic media, under time-harmonic vertical and transverse loads and rocking moments. The results of this work contribute to the study of embedded foundations and anchors in layered soil / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

[pt] Este trabalho quantifica o erro que se comete durante o processamento sísmico quando uma abordagem isotrópica é utilizada na análise de velocidade e correção de sobretempo normal (NMO) em dados anisotrópicos. Esta quantificação é realizada através da repetição do experimento de análise de velocidade em dados sísmicos sintéticos construídos a partir de um modelo geológico simples (porém realista) representando uma seqüência sedimentar típica de águas profundas com camadas horizontais onde uma delas é anisotrópica (VTI). A variação da anisotropia é conhecida e a diferença entre as velocidades NMO encontradas para cada modelo é quantificada. O resultado também é quantificado através da diferença na profundidade de uma camada resultante da conversão tempo- profundidade a partir da velocidade obtida no procedimento e mostra que, dependendo da anisotropia, o erro na velocidade (e/ou profundidade) por não se considerar anisotropia pode chegar a 10-15 porcento para valores de anisotropia que são encontrados habitualmente na natureza. A análise desta quantificação também mostra que o parâmetro de anisotropia delta é muito mais influente sobre o erro da velocidade que o parâmetro e e que a espessura da camada utilizada no experimento. Para complementar o trabalho, é verificada a melhor abordagem anisotrópica de correção de sobretempo normal para dados reais a partir de equações existentes na literatura, tanto para a correção de NMO quanto para a estimativa de parâmetros de anisotropia. A utilização de equações que incluem anisotropia permitem uma melhor correção do sobretempo normal e uma boa estimativa dos parâmetros de anisotropia épsilon e delta. Os parâmetros estimados foram utilizados em um algoritmo de migração para meio anisotrópico pré-empilhamento em profundidade e foi verificado que quando existe uma boa estimativa de delta, a profundidade migrada do refletor sofre uma distorção, desprezível em comparação à sua posição original. Em conjunto com este estudo, também é proposta uma técnica alternativa para análise de velocidade utilizando uma função de discriminantes lineares chamada gradiente descendente. Esta metodologia permite adaptar várias equações de NMO e obter todos os parâmetros da equação de uma única vez (t0 ,VNMO e eta), diferentemente do método de coerência geralmente utilizado para realizar análise de velocidade e que só permite a obtenção de dois parâmetros ao mesmo tempo (t0 e VNMO), tornando necessária uma segunda análise de velocidade. O método do gradiente descendente proposto neste trabalho foi testado para quatro funções de sobretempo normal com dados sintéticos e um dado real e foi considerado rápido, robusto e eficiente. / [en] This work quantifies the error created during seismic processing when isotropic approach is used to normal moveout correction and velocity analysis and the seismic data is anisotropic. This quantification is made by performing velocity analysis in several synthetic seismograms built from a simple (but realistic) geological model with some horizontal layers, one of them being anisotropic (VTI), representing a common deep water sedimentary sequence. The anisotropy in the model is known and the difference between the NMO velocities found by seismic processing (semblance analysis) is quantified for each model. The result is also shown through the difference in depth obtained from time-depth conversion with NMO velocity. Depending on the anisotropic degree, the velocity (and/or depth) error produced when the anisotropy is not considered can be up to 10-15 percent for anisotropic values commonly found in nature. This quantification analysis also concludes that delta parameter influences more on velocity error than e parameter and layer depth. To complement this work, the best anisotropic approach for normal moveout correction to be used in real data is investigated, by comparing some NMO functions found in technical papers, analyzing the data correction and the parameter estimation. The usage of NMO equation with anisotropic approach in anisotropic seismic data allows a better normal moveout correction and the anisotropic parameters ( épsilon and delta) can be estimated from velocity analysis. The estimated anisotropic parameters were applied in a pre-stack anisotropic depth migration algorithm and it was verified that when delta is well estimated, the migrated position of a seismic reflector is not very distorted from its real position. It is also proposed in this Thesis one alternate technique for velocity analysis using one linear discriminant function called gradient descendent. This methodology allows adopting several normal moveout functions and obtaining all the equation parameters (t0 , VNMO and eta) at once, differently from semblance method used in conventional velocity analysis that only allows obtaining two parameters at the same time (t0 and VNMO ), which requires a second velocity analysis to obtain all equation parameters. The proposed gradient descendent method was tested with four NMO equations and it was shown to be fast, robust and efficient.

Orientador: Paulo Sollero / Tese (doutorado) - Universidade Estaudal de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T18:05:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paiva_WilliamPortilhode_D.pdf: 26643195 bytes, checksum: 744132c2c47025a4ed4eec9de86c860b (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Esta tese apresenta o desenvolvimento, a implementação e aplicações de uma formulação de elementos de contorno para análise de problemas estáticos e dinâmicos em placas anisotrópicas submetidas a carregamentos de flexão. O trabalho se baseia na teoria de placas finas de Kirchhoff Uma vez que a formulação dinâmica de elementos de contorno não foi encontrada na literatura consultada, as análises são realizadas utilizando-se uma formulação desenvolvida a partir das soluções fundamentais para elastostática. As integrais de domínio, provenientes dos carregamentos distribuídos ou dos termos de inércia, são transformadas em integrais de contorno usando-se o método da reciprocidade dual. Esta formulação é aplicada no cálculo da deflexão de placas isotrópicas e anisotrópicas, na análise dinâmica de estruturas ortotrópicas, anisotrópicas e estruturas de materiais compósitos laminados, submetidas a cargas harmônicas. É analisada a influência dos nós internos e da malha na precisão dos resultados. Os resultados numéricos são apresentados para problemas quaseisotrópicos, ortotrópicos e totalmente anisotrópicos. Os resultados obtidos são comparados com resultados presentes na literatura e mostram boa concordância / Abstract: Here, static and dynamic analysis of a number of anisotropic problems using the boundary element method are presented. The formulation used is developed fram the elastostatic fundamental solutions and the domain integraIs due to inertial terms are transformed into boundary integraIs by using the dual recipracity method. Application is made to the calculation of deflections in anisotrapic plates, to the dynamic analysis of orthotrapic plates and to the analysis of anisotropic and composite laminar plates under harmonic loads. Numerical results are presented for quasi-isotropic, orthotropic and anisotrapic problems. The influence of number of internal nodes and number of boundary elements on the accuracy of the results is analyzed. The results are compared with other results fram the literature showing good agreement / Doutorado / Mecanica dos Sólidos e Projeto Mecanico / Doutor em Engenharia Mecânica

[pt] Para uma melhor previsibilidade e gerenciamento de reservatórios de hidrocarbonetos é necessário estabelecer modelos constitutivos adequados para representar o comportamento mecânico e hidráulico desses materiais. Durante a produção de hidrocarbonetos, ocorre um aumento das tensões efetivas devido à redução de pressão de poros. Isto pode levar à redução do espaço poroso do reservatório, podendo chegar ao colapso de poros. A compactação dos reservatórios é consequência da alteração do estado de tensões, que produzem deformações elásticas e plásticas, levando eventualmente à ruptura da rocha. Sabe-se que a resistência dos carbonatos está relacionada à porosidade, mineralogia e arranjo dos grãos. Sendo que este tipo de rocha, geralmente, tem um comportamento elastoplástico com características anisotrópicas. O uso de modelos constitutivos avançados é necessário para reproduzir o complexo comportamento de tensão-deformação-permeabilidade das rochas carbonáticas. Os modelos elastoplásticos isotrópicos Lade-Kim e Cam Clay Modificado com Coesão (CCMC), são usados neste trabalho para tentar representar o comportamento geomecânico do travertino; rocha análoga a uma das fácies do Pré-Sal brasileiro. Parâmetros destes modelos para este tipo de rochas dificilmente são encontrados na literatura, sendo sua determinação dependente de ensaios de laboratório cuidadosamente realizados. O presente trabalho tem como objetivo contribuir com o estabelecimento de modelos adequados para representar o comportamento geomecânico da rocha carbonática travertino em função da porosidade. Como parte do presente trabalho foi desenvolvido um modelo anisótropico denominado CALK, baseado no modelo isotrópico de Lade-Kim. Além disso ensaios triaxiais a compressão, hidrostáticos e compressão uniaxial foram realizados em amostras da rocha carbonática travertino com diferentes orientações das camadas em relação ao eixo axial das amostras (paralelo, Beta = 90 graus; ortogonal, Beta = 0 grau; e inclinado, Beta = 45 graus). Os resultados dos ensaios foram usados para estabelecer parâmetros dos modelos constitutivos Lade-Kim e CCMC. O processo de retroanálise foi utilizado, incorporando o algoritmo Lade-Kim, desenvolvido em MATLAB 2017 e FORTRAN 90 nos algoritmos DREAM e MINPACK, respectivamente. Os resultados obtidos indicam que a metodologia proposta e o modelo CALK é capaz de representar adequadamente, o comportamento mecânico do travertino observado em laboratório. / [en] For better predictability and management of hydrocarbon reservoirs it is necessary to establish adequate constitutive models to represent the mechanical and hydraulic behavior of these materials. During the production of hydrocarbons, an increase in effective stresses occur due to the reduction of pore pressure. This can lead to a reduction in the pore space of the reservoir and may lead to pore collapse. The compaction of the reservoirs is a consequence of the alteration of the state of stress, which produce elastic and plastic deformations, eventually leading to failure of the rock. It is known that the resistance of the carbonates is related to the porosity, mineralogy and arrangement of the grains. Since this type of rock usually has an elastoplastic behavior with anisotropic characteristics. The use of advanced constitutive models is necessary to reproduce the complex stress-strainpermeability behavior of sedimentary rocks. The Lade-Kim and Modified Cam Clay with Cohesion (CCMC) isotropic models are used in this work to try to represent the geomechanical behavior of travertine; a rock analogous to one of the Brazilian Pre-Salt facies. Parameters of these models for these type of rocks are seldom found in the literature, and their determination depends on carefully performed laboratory tests. The present work aims to contribute with the establishment of adequate models to represent the geomechanical behavior of travertine carbonate as a function of porosity. As a part of the present work an anisotropic model called CALK was developed, based on the isotropic model of Lade-Kim. In addition, triaxial compression, hydrostatic and uniaxial compression tests were performed on travertine carbonate samples with different orientations of the layers in relation to the axial axis of the samples ( parallel, Beta = 90 degrees , orthogonal, Beta = 0 degrees and inclined, Beta = 45 degrees) The results of the tests were used to establish parameters of the constitutive models Lade-Kim and CCMC. The retro-analysis process was used, incorporating the Lade-Kim algorithm, developed in MATLAB 2017 and FORTRAN 90, to the DREAM and MINPACK algorithms, respectively. The results indicate that the proposed methodology and the CALK model are able to adequately represent the mechanical behavior of the travertine observed in the laboratory.

Orientador: Marlus Chorilli / Coorientador: Giovana Maria Fioravanti Calixto / Banca: Anderson Orzari Ribeiro / Banca: Denise Madalena Palomarim Spolidorio / Resumo: A candidíase vulvovaginal (CVV) é uma doença causada por espécies do gênero Candida spp. no trato genital inferior feminino que afeta um grande número de mulheres em todo mundo. Porém o uso sistêmico de fármacos causa muitas reações adversas e as formulações tópicas possuem um baixo tempo de retenção na mucosa vaginal devido à diluição dos sistemas na cavidade vaginal. Esse estudo propõe uma terapia antifúngica alternativa empregando sistemas precursores de cristais líquidos mucoadesivos (SPCLM) para a liberação de hipericina (HIP), um potente fotossensibilizador isolado de plantas do gênero Hipericum com e sem o emprego da terapia fotodinâmica (TFD). O sistema visa aumentar o tempo de permanência da formulação, bem como reduzir o número de aplicações e a quantidade de fármaco empregada. O emprego da TFD, por sua vez, se faz como uma forma de diminuir a resistência pelos microrganismos. Observou-se a formação de sistemas isotrópicos no sistema constituído por 30% da fase oleosa constituída por ácido oleico e colesterol na razão de 7:1, 40% de Procetyl AWS como tensoativo e 30% de uma dispersão de poloxamer à 16% empregando as técnicas de microscopia de luz polarizada e espalhamento de raios-X a baixo ângulo. Após a introdução de três diferentes concentrações de fluido vaginal simulado FVS (30, 50 e 100%), as formulações resultantes passaram a apresentar anisotropia e picos característicos de fase lamelar. Análises das propriedades mecânicas, reológicas e mucoadesivas das form... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Vulvovaginal candidosis (VVC) is a disease induced by Candida strains in the female genital tract that affects a great number of women worldwide. However, systemic drugs cause many adverse reactions. Also, currently employed topical dosage forms present low retention times due to their dilution in vaginal fluids. This study proposes an alternative antifungal therapy through the development of liquid crystalline precursor systems (LCPS) for hypericin release, a potent photosensitizer isolated from Hipericum plants with and without photodynamic inactivation (PDI). The developed system aims to increase the residence time of the formulations, as well as decrease the number of applications and the amount of drug. Photodynamic therapy was used to reduce microorganism resistance. Polarized light microscopy and Small-Angle X-Ray Scattering confirmed the formation of an isotropic system composed of 30% of oil phase containing oleic acid and cholesterol in (ratio of 7:1). After addition of three different concentrations of simulated vaginal fluid -SVF (30, 50 and 100%), the resultant formulations presented anisotropy and characteristic peaks of lamellar phases. Mechanical, rheological and mucoadhesive assays indicated the formation of long-range ordering systems as the amount of SVF increased. Drug validation assays indicated that the method is aceptable for hypericin quantification according to regulatory agencies. In vitro drug release assays exhibited a sustained release profile pro... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Ossos trabeculares possuem uma microestrutura porosa e podem ser modelados como um sólido elástico linear, heterogêneo e anisotrópico. A microtomografia tridimensional por raios-x (uCT) tem sido mundialmente utilizada para a caracterização de osso trabecular em pesquisas relacionadas à qualidade óssea e à doenças do metabolismo ósseo como a osteoporose. Na literatura há poucas investigações comparando as análises morfométricas 2D e 3D de osso trabecular. Nesta investigação amostras de osso trabeculares cilíndricas extraídas da cabeça femoral bovina foram utilizadas para a comparação dessas análises por \'mü\'CT. O software CT-Analyser foi utilizado para medidas em três direções (crânio-caudal, lateral-medial e anterior-posterior) de diversos parâmetros da microestrutura trabecular tais como espessura trabecular, separação trabecular, número trabecular e os autovalores do tensor de anisotropia (M). A comparação entre os valores dos parâmetros medidos por análises morfométricas 2D e 3D foi realizada pelo teste-t pareado com nível de significância p < 0,05 e por correlação linear de Pearson. Os autovalores da matriz M mostram que a microestrutura trabecular bovina tem uma tendência para a simetria transversalmente isotrópica. Os resultados obtidos mostram que a microtomografia tridimensional por raios-X é uma técnica de grande potencial para caracterização da qualidade óssea gerando bons parâmetros para o diagnóstico de doenças do metabolismo ósseo. / Trebecular bones have a porous microstructure and can be modeled as a linear elastic solid, heterogenous and anisotropic. The x-ray tridimensional microtomography (\'mü\'CT) has been worldwide used for the assessment of trabecular bone in investigations related to bone quality and aimed to the diagnostic of bone metabolic diseases such as osteoporosis. In the literature few investigations have compared the 2D and 3D morphometric analysis of trabecular bone. In this investigation cylindrical trabecular bone samples were harvested from bovine head femur to carry out that comparison by \'mü\'CT. The CT-Analyser software was used to measure in three directions (superior-inferior, lateral-medial and anterior-posterior) several microstructural trabecular parameters such as trabecular thickness, trabecular separation, trabecular number and the eigenvalues of the fabric tensor (M). The comparison between the parameters values measured by 2D and 3D morphometric analysis was performed by the paired-sample t test with a level of significance p < 0,05 and the Pearson\'s linear correlation. The eigenvalues show that the bovine trabecular microstructure has a tendence to transverse isotropy symmetry. The results show that x-ray tridimensional microtomography (\'mü\'CT) is a technique of great potential for characterization of generating good bone quality parameters for the diagnosis of diseases of bone metabolism.

Este trabalho apresenta os avanços no desenvolvimento de um novo método de ensaio não-destrutivo magnético. O método está baseado na técnica do Ruído Magnético de Barkhausen (RMB), particularmente em uma variante denominada Barkhausen Contínuo. O RMB é gerado devido à ação de um campo magnético variável magnetizante que produz mudanças abruptas e irreversíveis na estrutura magnética do material. Essas mudanças são influenciadas pela microestrutura e a distribuição de tensões dentro do mesmo. As medições podem ser usadas para construir uma distribuição bidimensional do RMB ao redor de um ponto fixo, cujo resultado irá refletir o nível de anisotropia magnética, usualmente indicando um eixo de fácil magnetização, parâmetro relevante dado que o comportamento da grande maioria de materiais ferromagnéticos de engenharia é usualmente anisotrópico. As mudanças no eixo de fácil magnetização podem indicar a presença de anomalias mecânicas ou abnormalidades no processo de fabricação e no caso da aplicação de uma tensão externa, podem refletir a magnitude e a direção da mesma. O presente trabalho descreve uma metodologia que faz uso de um campo magnético rotacional para obter sinais RMB relacionados ao angulo de giro, possibilitando a identificação da direção do eixo de fácil magnetização, ultrapassando as capacidades oferecidas pela técnica RMB convencional mediante o fornecimento de informação em tempo real, que permite a obtenção de um conjunto de parâmetros que quantificam a anisotropia magnética de uma amostra. A técnica foi usada para a detecção do eixo de fácil magnetização e o nível de anisotropia magnética em materiais diferentes devida aos efeitos do processo de fabricação. Posteriormente foi demonstrado que a técnica é capaz de monitorar a evolução da tensão uniaxial aplicada, obtendo curvas de calibração, sensíveis ao sentido de aplicação da tensão. Para o caso pouco estudado de amostras submetidas a tensões biaxiais, o uso da técnica do Barkhausen contínuo rotacional fez possível de verificar que as características morfológicas das medições de anisotropia magnética obtidas, guardam relação com a direção das tensões principais. Foi realizada uma avaliação do método aplicado para a medição dinâmica de anisotropia magnética em juntas soldadas, indicando estados de tensão e características microestruturais coerentes com as esperadas. O método tem a possibilidade de ser implementado para medições anisotropia magnética em alta resolução/alta velocidade. / This works presents the current advances on the development of a new method of magnetic non-destructive testing. The method is based on the magnetic Barkhausen noise (MBN), more specifically in one branch known as Continuous Barkhausen. MBN is produced due to the effect of a variable magnetic field, which causes abrupt and irreversible changes to the magnetic structure of the material. These changes are influenced by the microstructure of the material and the stress distributions within. Measurements can be used to construct a bi dimensional MBN distribution around a fixed point, which in turn will be a reflect of its magnetic anisotropy level, usually characterized by an easy axis of magnetization, an important parameter given that more often than not, the behavior of most engineering ferromagnetic materials is anisotropic. Variations of the easy axis could be the indication of mechanical anomalies or abnormalities that appear as a result of the fabrication process. If there is an external stress applied to the sample, it can provide information about its magnitude and direction. The present work describes a methodology which uses a precise rotating magnetic field in order to obtain MBN signals related to a given magnetization angle, making possible the finding of the easy axis, exceeding the limits of conventional MBN measurements by providing real time data which in turn will allow to infer a set of parameters that quantify the magnetic anisotropy of the sample. The proposed technique was successfully used to find both the easy axis and a quantitative level of magnetic anisotropy between different materials, consequence of the fabrication process. Subsequently, it was shown that the technique was able to perform a monitoring of the evolution of both uniaxial and biaxial applied stress, obtaining linear relationships (uniaxial case), sensitive to the direction of loading. In not so much studied case of biaxial loading, the use of the continuous rotational Barkhausen method made possible to observe that the morphologic characteristics of the magnetic anisotropy measurements bear a close resemblance to the direction of the principal stress field. An evaluation of the technique as a tool for the dynamic measurement of magnetic anisotropy on welded joints, indicating stress states and microstructural features coherent with the ones expected in this scenario. The method has the possibility of being implemented as a technique for high speed/high resolution measurements of magnetic anisotropy.

Apresentamos os resultados de estudos sobre a utilização de técnicas baseadas no fenômeno de fluorescência para a investigação de processos relacionados a membranas modelo. Nessa investigação, estão envolvidas medidas de propriedades espectrais de absorção e emissão de luz por cromóforos adequados, determinação xperimental de perfis de decaimento temporal da fluorescência e correlação temporal de emissão fluorescente, bem como a utilização apropriada de metodologias para análise e interpretação dos dados experimentais. Foram utilizados diversos compostos que apresentam absorção e emissão na região ultravioleta/visível, como as sondas lipofílicas 2-Amino-N-hexadecil-benzamida (Ahba), 6-lauryl-2-dimethylaminonaphthalene (Laurdan), N-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3- diazol-4-yl) (NBD), em diferentes condições: meio aquoso homogêneo, suspensões de micelas de Sodium Dodecyl Sulfate (SDS), Cetyl-trimethyl-ammonium-bromide (CTAB) e 3-(Dodecyl-Dimethyl-Ammonio)-propane-sulfonate (DPS) e vesículas de fosfolipídios, como o 1,2-Dimyristoyl-sn-Glycero-3-Phosphocholine (DMPC), o 1,2-Dimyristoyl-sn-Glycero-3-[Phospho-rac-(1-glycerol)](Sodium Salt) (DMPG) e o 1-Palmitoyl-2-Oleoyl-sn-Glycero-3-Phosphocholine (POPC). Supressores alquilpiridínios de diferentes comprimentos da cadeia alquila e, portanto, diferentes afinidades por agregados anfifílicos, foram utilizados em experimentos de supressão da fluorescência da sonda Ahba. Usando o formalismo que descreve fenômenos de supressão dependente de colisões entre fluoróforo e supressor, observamos que as taxas de supressão são maiores em presença de agregados anfifílicos carregados negativamente: micelas de SDS e vesículas de DMPG; em micelas zwiteriônicas o processo é mais eficiente quando a hidrofobicidade do supressor é grande, o que ocorre quando a cadeia alquila é mais longa. Realizamos experimentos de transferência de energia por ressonância de Förster (FRET) onde o grupo fluorescente da sonda lipofílica Ahba atuou como doador. Como aceitadores utilizamos os compostos Acridina Laranja, -(2,4,dinitrofenil)-etilenodiamina (Eddnp) e o NBD ligado a fosfolipídios. Fizemos uso do programa CONTIN para análise de dados experimentais de perfis de decaimento da fluorescência em sistemas em que ocorre transferência de energia e obtivemos distribuições de distâncias para os pares Ahba/Eddnp e Ahba/NBD-fosfolipídios na presença de vesículas de fosfolipídios. Para este último par, verificou-se que a distribuição de distâncias depende da temperatura do sistema, ou seja, da fase da bicamada, da concentração de aceitador e da posição onde o NBD está ligado ao fosfolipídio. Analisamos a utilização da sonda Laurdan em presença de vesículas de DMPC e POPC, em experimentos de espectroscopia de correlação de fluorescência. Embora tenha apresentado sinal elevado de fluorescência, a sonda é fotodegradável. Os mesmos experimentos de correlação de fluorescência foram realizados com o Ahba que, apesar de ter se mostrado bastante fotoestável, revelou não ser uma sonda adequada para uso em tal técnica. O espectro de excitação a dois fótons foi obtido para esta sonda, com máximo de absorção em 695 nm. Em experimentos de microscopia de fluorescência, o Ahba mostrou ser um bom marcador fluorescente para membranas lipídicas, ao possibilitar a aquisição de imagens de fluorescência de vesículas gigantes marcadas. / In this work we showed results from studies about the use of fluorescence spectroscopy techniques as a tool to investigate amphiphilic aggregates, used as a model of the cell membrane. We performed measurements on the spectral properties of light absorption and emission of adequate chromophors, registered the experimental timeresolved decay of fluorescence and time correlated fluorescence emission of the probes and used also adequate methodologies for the analysis and interpretation of experimental data. Several compounds presenting absorption and emission in the UV/visible spectral range were employed: the lipophilic probes 2-Amino-N-hexadecil-benzamida (Ahba), 6-lauryl-2-dimethylaminonaphthalene (Laurdan), N-(7-nitrobenz-2-oxa-1,3-diazol-4-yl) (NBD), in different environment:homogeneous aqueous medium, micelles of surfactants like Sodium Dodecyl Sulfate (SDS), Cetyl-trimethyl-ammonium-bromide (CTAB) and 3- (Dodecyl-Dimethyl-Ammonio)-propane-sulfonate (DPS) and phospholipid vesicles of 1,2-Dimyristoyl-sn-Glycero-3-Phosphocholine (DMPC), 1,2-Dimyristoyl-sn-Glycero-3- [Phospho-rac-(1-glycerol)](Sodium Salt) (DMPG) and 1-Palmitoyl-2-Oleoyl-sn-Glycero-3-Phosphocholine (POPC). Alkyilpyridinium halides with different alkyl chain length were employed fluorescence quenchers of the Ahba probe. Using the Stern-Volmer model to describe the quenching phenomena dependent on fluorophor/quencher collision, we observed that higher quenching rates were obtained in the presence of negatively charged amphiphilic agreggates: SDS micelles and DMPG vesicles; in the presence of zwitterionic vesicles the quenching efficiency was more efficient when the quencher hydrophobicity was high (long alkyl chain). We performed Förster resonance energy transfer (FRET) experiments where the fluorescent moiety of the probe Ahba was the energy donor. As acceptors molecules we used Acridine Orange, Ethylene-diamine-dinitrophenyl (Eddnp) and NBD-labeled phospholipids. The computational package CONTIN was adapted to analyze the experimentally obtained fluorescence decay profiles of the donor in the presence of the acceptor, in order to determine the distance distribution between the Ahba/Eddnp and Ahba/NBD-phospholipids pairs in the presence of lipid vesicles. For the Ahba/NBD pair, the distances were dependent on the emperature of the system (or the phase bilayer behavior), the acceptor concentration and the NBD position in the phospholipid. We observed that the Laurdan probe can be used in studies about DMPC vesicles diffusion using fluorescence correlation spectroscopy techniques. Investigation about the use of the probe Ahba with this technique had shown that its maximum absorption for two photon excitation occurs near to 695 nm, but it is not an appropriated probe to FCS experiments due to its very low brightness. On the other hand, Ahba can be used as a membrane fluorescent label in membrane fluorescence microscopy, as we can see in the fluorescence imaging experiments with giant vesicles labeled with Ahba.