Redes neurais estão se tornando soluções atrativas para a automação de veículos nos mercados automotivo, militar e aeroespacial. Todas essas aplicações são de segurança crítica e, portanto, precisam ter a confiabilidade como um dos principais requisitos. Graças ao baixo custo, baixo consumo de energia, e flexibilidade, FPGAs estão entre os dispositivos mais promissores para implementar redes neurais. Entretanto, FPGAs também são conhecidas por sua susceptibilidade à falhas induzidas por partículas ionizadas. Neste trabalho, nós avaliamos os efeitos de erros induzios por radiação nas saídas de duas redes neurais (Iris Flower e MNIST), implementadas em FPGAs baseadas em SRAM. Em particular, via experimentos com feixe acelerado de nêutrons, nós percebemos que a radiação pode induzir erros que modificam a saída da rede afetando ou não a corretude funcional da mesma. Chamamos o primeiro caso de erro crítico e o segundo de error tolerável. Nós exploramos aspectos das redes neurais que podem impactar tanto seu desempenho quanto sua confiabilidade, tais como os níveis de precisão na representação dos dados e diferentes métodos de implementação de alguns tipos de camadas. Usando campanhas exaustivas de injeção de falhas, nós identificamos porções das implementações da Iris Flower e da MNIST em FPGAs que são mais prováveis de gerar erros critícos ou toleráveis, quando corrompidas. Baseado nessa análise, nós propusemos estratégias de ABFT para algumas camadas das redes, bem como uma estratégia de proteção seletiva que triplica somente as camadas mais vulneráveis das redes neurais. Nós validamos essas estratégias de proteção usando testes de radiação com nêutrons, a vemos que nossa solução de proteção seletiva conseguiu mascarar 68% das falhas na Iris Flower com um custo adicional de 45%, e 40% das falhas na MNIST com um custo adicional de 8%. / Neural networks are becoming an attractive solution for automatizing vehicles in the automotive, military, and aerospace markets. All of these applications are safety-critical and, thus, must have reliability as one of the main constraints. Thanks to their low-cost, low power-consumption, and flexibility, Field-Programmable Gate Arrays (FPGAs) are among the most promising devices to implement neural networks. Unfortunately, FPGAs are also known to be susceptible to faults induced by ionizing particles. In this work, we evaluate the effects of radiation-induced errors in the outputs of two neural networks (Iris Flower and MNIST), implemented in SRAM-based FPGAs. In particular, through accelerated neutron beam experiments, we notice that radiation can induce errors that modify the output of the network with or without affecting the neural network’s functionality. We call the former critical errors and the latter tolerable errors. We explore aspects of the neural networks that can have impacts on both performance and reliability, such as levels of data precision and different methods of implementation for some types of layers. Through exhaustive fault-injection campaigns, we identify the portions of Iris Flower and MNIST implementations on FPGAs that are more likely, once corrupted, to generate a critical or a tolerable error. Based on this analysis, we propose Algorithm-Based Fault Tolerance (ABFT) strategies for certain layers in the networks, as well as a selective hardening strategy that triplicates only the most vulnerable layers of the neural network. We validate these hardening approaches with neutron radiation testing, and see that our selective hardening solution

Este trabalho tem como objetivo apresentar os conteúdos de matrizes, determinantes e sistemas lineares aos professores de matemática que lecionam no ensino médio, ressaltando as situações-problema bem como suas aplicações, contextualizando através de problemas. / The goal of this work is to present an introduction to matrices, determinants, and linear systems to high school mathematics teachers highlighting some applications.

Neste trabalho, pós magnéticos nanoestruturados de PrxFe94-xB6 (x = 6, 8, 10 e 12) foram preparados a partir da combinação do processo de hidrogenação, desproporção, dessorção e recombinação (HDDR) e moagem de alta energia entre uma liga em estado bruto de fusão (Pr14Fe80B6) e Fe-α em pó. As nanopartículas produzidas apresentaram propriedades magnéticas e microestruturais comparáveis aos estudos realizados em hipertermia. O tempo ideal para obtenção de nanopartículas magnéticas é de 5 horas (a 900 rpm). Foi constatado que quanto maior o tempo de moagem, maior o percentual de carbono nas partículas (0,05 - 3,43 % C). O carbono é proveniente do ácido oléico adicionado como surfactante na etapa de moagem. Os nanocompósitos obtidos exibiram forças coercivas entre 80 Oe (6,5 kAm-1) e 170 Oe (13,5 kAm-1), e momentos magnéticos variando entre 81 - 129 Am2kg-1. A partir da difração de raios X foram identificadas apenas duas fases em todas as amostras: Fe-α e a fase magnética Pr2Fe14B. Nanopartículas isoladas com diâmetro aproximado de 20nm foram analisadas. Todas as composições estudadas apresentaram aquecimento proveniente da exposição a um campo magnético alternado (f = 222 kHz e Hmax ~3,7 kAm-1) comparáveis aos reportados na literatura. As variações de temperaturas (ΔT) dos pós foram: 51 K referente à composição de Pr6Fe88B6, 41 K para Pr8Fe86B6, 38 K no composto com 10% at. Pr (Pr10Fe84B6) e 34 K em Pr12Fe82B6. As taxas de absorção específicas estimadas foram de 201 Wkg-1 para a composição Pr6Fe88B6, 158 Wkg-1 para a composição Pr8Fe86B6 e 114 Wkg-1 para as composições Pr10Fe84B6 e Pr12Fe82B6. / In this work, PrxFe94-xB6 (x = 6, 8, 10 and 12) nanostructured powders were prepared by a combination of hydrogenation, disproportionation, desorption and recombination (HDDR) process with high energy milling applied to the mixture of an as-cast alloy (Pr14Fe80B6) and α-Fe. The produced nanoparticles showed magnetic properties comparable to those reported in hyperthermia studies. The optimal time to obtain the magnetic nanoparticles is 5 hours (at 900 rpm). It was verified that longer milling times cause an increase in carbon percentage on the particles. The carbon is derived from oleic acid added as a surfactant in the milling step. The nanocomposites exhibit coercive force ranging from 80 Oe (6.5 kAm-1) to 170 Oe (13.5 kAm-1) and magnetic moments in the range of 81 129 Am2kg-1. From the x-ray diffraction analyses, only two phases were found in all samples: α-Fe and the magnetic phase Pr2Fe14B. Individual nanoparticles with diameter of about 20 nm were verified. The samples studied presented heating when exposed to an alternating magnetic field (f = 222 kHz e Hmax ~3.7 kAm-1) comparable to reported in literature. Temperature variations (ΔT) of the powders were: 51 K for Pr6Fe88B6, 41 K for Pr8Fe86B6, 38 K for Pr10Fe84B6 and T = 34 K for Pr12Fe82B6. The specific absorption rates (SARs) of the powders were 201 Wkg-1 for Pr6Fe88B6 composition, 158 Wkg-1 on the composition Pr8Fe86B6, and 114 Wkg-1 for Pr10Fe84B6 and Pr12Fe82B6 compositions.

A fibromialgia é uma condição de alta prevalência, que causa desconforto físico, sofrimento mental e comprometimento das relações sociais. Com o aumento da popularidade de Mobile Health, considerou-se o uso de aplicativo móvel como recurso de suporte no tratamento de indivíduos com fibromialgia. Há uma carência de aplicativos para brasileiros portadores de fibromialgia, desenvolvidos por profissionais de saúde, a partir de fontes de informação confiáveis, em linguagem adequada, com alto grau de funcionalidade, testados quanto à sua eficácia em ensaios clínicos. O presente projeto constitui-se de dois estudos. O Estudo I teve como objetivo desenvolver um aplicativo móvel para promover o autocuidado em indivíduos com fibromialgia, e o Estudo II teve como objetivo avaliar sua eficácia na melhora da qualidade de vida e dos sintomas e na promoção do autocuidado, e verificar a adesão dos pacientes ao uso do aplicativo. Desenvolveu-se o aplicativo denominado ProFibro segundo o paradigma da prototipação, em cinco etapas: (1) análise de requisitos e conteúdo e estabelecimento de objetivos do software; (2) desenvolvimento da interface pela designer; (3) desenvolvimento do protótipo pela programadora para o sistema operacional Android (Google Inc., Mountain View, CA); (4) teste-piloto para avaliação da qualidade de uso do protótipo com pacientes; (5) refinamento do protótipo e construção do produto final. Suas principais funções são: animação educativa; automonitoramento com o Questionário de Impacto da Fibromialgia Revisado; estratégias do sono com a técnica de relaxamento por imaginação guiada, terapia de controle de estímulo e higiene do sono; agenda para facilitar o planejamento da rotina diária; programa gradual de exercícios aeróbicos, alongamento e fortalecimento; diário para a prática da gratidão; livro eletrônico com atividades para a família; dicas por meio de notificações. O Estudo II foi um ensaio clínico controlado e aleatorizado com 40 indivíduos com fibromialgia, alocados em grupos experimental e controle. Os participantes foram avaliados na linha de base e após seis semanas por um avaliador cego, quanto às seguintes variáveis: qualidade de vida (Questionário de Impacto da Fibromialgia Revisado); dor (Índice de Dor Generalizada e Escala Visual Analógica); sintomas (Escala de Severidade de Sintomas); agenciamento do autocuidado (Escala de Avaliação de Agenciamento de Autocuidados Revisada). O grupo experimental recebeu smartphones com o aplicativo ProFibro para uso durante seis semanas, enquanto o grupo controle recebeu uma apostila em papel de conteúdo similar. A adesão dos pacientes ao aplicativo foi avaliada contabilizando o número de acessos às suas funcionalidades. O uso do aplicativo ProFibro durante seis semanas, sem o acompanhamento de um profissional de saúde, foi eficaz para a redução da severidade de sintomas e do impacto geral da fibromialgia na qualidade de vida, em comparação com a linha de base. Os efeitos do uso do aplicativo foram similares aos da apostila. Cerca de 40% dos participantes do Grupo Experimental tiveram uma baixa adesão ao uso do aplicativo. As estratégias do sono foram a funcionalidade mais utilizada, seguidas do programa de exercício físico e do diário / Fibromyalgia is a prevalent condition that causes physical problems, mental distress and impaired social functioning. With the increasing popularity of Mobile Health, the use of a mobile application as a support tool in the management of fibromyalgia was considered. There is a shortage of applications for Brazilian patients with fibromyalgia, which are developed by health professionals, based on reliable sources of information, in proper language, with a high degree of functionality, and are tested for effectiveness in clinical trials. This project is formed of two studies. Study I aimed to develop a mobile application to promote self-care in individuals with fibromyalgia, and Study II aimed to evaluate its effectiveness in improving quality of life and symptoms, and promoting self-care, and to verify patient compliance to the use of the application. The application which was named ProFibro was developed according to the prototyping paradigm, in five stages: (1) analysis of requirements and content and establishment of software objectives; (2) interface development by the designer; (3) development of the prototype by the programmer for the Android operating system (Google Inc., Mountain View, CA); (4) pilot test with patients to evaluate the quality of use of the prototype; (5) improvement of the prototype and construction of the final product. Its main functions are: educational animation; self-monitoring with the Revised Fibromyalgia Impact Questionnaire; sleep strategies with guided imagery relaxation technique, stimulus control therapy and sleep hygiene; scheduling function to facilitate planning the daily routine; graded exercise programme with aerobic, stretching and strengthening exercises; a diary for the practice of gratitude; an eBook about family adjustments; hints through notifications. The Study II was a randomized controlled trial of 40 individuals with fibromyalgia, which were allocated into Experimental and Control groups. A blind evaluator assessed the participants at baseline and after six weeks regarding the following outcomes: quality of life (Revised Fibromyalgia Impact Questionnaire); Pain (Generalized Pain Index and Visual Analog Scale); symptoms (Severity of Symptoms Scale); self-care agency (Revised Self-Care Agency Assessment Scale). The Experimental Group received smartphones with the ProFibro application and were instructed to use it for six weeks while the control group received a paper book with similar content. Patient adherence to the application was evaluated according to the number of accesses to its functions. The use of ProFibro application for six weeks, without the health professional support, was effective in reducing the severity of symptoms and the overall impact of fibromyalgia on quality of life compared to baseline. The effects of the use of the application were similar to those of the paper book. About 40% of the participants of the Experimental Group had a low adherence to the use of the application. The sleep strategies were the most used function, followed by the exercise programme and the diary

?-glucosidases são enzimas que catalisam a hidrólise de ligações glucosídicas ?-1,4, ?-1,3 e ?-1,6 a partir da extremidade não redutora de oligossacarídeos de cadeias pequenas, alquil e aril ?-D-glucosídeos e dissacarídeos. Além de serem enzimas chave do complexo celulolítico, apresentam funções importantes como o melhoramento de aromas de vinhos e a hidrólise de antocianinas. Malbranchea pulchella usualmente é encontrado em fragmentos vegetais em decomposição ou material rico em celulose, podendo ser considerado promissor à produção de enzimas de interesse biotecnológico. Neste contexto, o objetivo desse projeto foi a caracterização funcional de uma ?-glucosidase de M. pulchella e sua aplicação na hidrólise de resíduos agroindustriais e de antocianinas. Uma BGL da família GH3 foi purificada com um fator de purificação 6,32 e recuperação de aproximadamente 35 %. A sua massa molecular aproximado foi de 100 kDa, e o Km, Vmáx e Kcat foram calculadas em 0,33 mM, 13,67 U/mg, 26,5 s-1 respectivamente. O dicroísmo circular revelou uma estrutura composta por aproximadamente 25% de ?-hélices e 20% de ?-folhas. A BGL apresentou pH e temperatura ótimos igual a 6,0 e 50 °C; e foi estável a 40 °C e apresentou boa estabilidade nos pH 5,0 a 8,0, por 24 horas. Nenhum dos sais de íons metálicos ativou a enzima e apenas o HgCl2 inibiu a atividade em 90%. A enzima não apresentou inibição em presença de glucose (0,1-1M) por até 24 horas. Além disso, a GH3 mostrou-se glicosilada e a proporção de açúcar corresponde a 15% massa da enzima. O efeito da celobiose (C) e do bagaço de cana-de-açúcar in natura (BCAN) na produção das BGLs foram avaliados em um DCCR, que indicou um modelo reduzido com influência das duas variáveis. A melhor condição de cultivo para a produção de BGLs foi 0,6% de C (p/v) e 4% de BCAN (p/v). Por meio de um planejamento de mistura, os resíduos BCAN, a casca de soja moída (CS) e o bagaço de cevada (BCev), foram avaliados quanto ao potencial de hidrólise a partir das enzimas presentes no extrato enzimático, resultando no maior potencial de hidrólise sobre o BCev, com a produção de aproximadamente 2 mg/mL de açúcares redutores em 48 horas. As BGLs presentes no extrato enzimático otimizado foram imobilizadas em suporte MANAE-agarose, Concanavalina A-Sepharose e BrCN-Sepharose. Os derivados BGL-MANAE e BGL-ConA foram ativados aproximadamente 10 e 3 vezes, respectivamente. BGL-MANAE e BGL-ConA foram mais estáveis que o controle BGLBrCN em todos os pH testados em 24 horas e, além disso, BGL-ConA permaneceu com 100% de sua atividade em temperaturas de 40 °C, 50 °C e 60 °C, já o BGL-MANAE mostrou-se estável a 40 °C permanecendo com 83% de sua atividade, ambos em 24 horas. BGL-MANAE e BGL-ConA apresentaram menor efeito inibitório em presença de diferentes concentrações de glucose e etanol quando comparados ao BGL-BrCN, e esses resultados indicaram que a imobilização de alguma forma colaborou para uma maior estabilidade ao pH e à temperatura, bem como ao aumento da tolerância por glucose e etanol. Os derivados puderam ser reutilizados por até 20 vezes e quando avaliados quanto à capacidade de clarificar vinhos e sucos de uva (hidrólise de antocianinas), BGL-MANAE clarificou 52% o vinho, 71% o vinho diluído, 77% o suco de uva e 56% o suco de uva diluído, e BGL-ConA em contrapartida clarificou 41% o vinho, 46% o vinho diluído, 63% o suco de uva e 23% o suco de uva diluído. BGL-MANAE foi mais eficiente que BGL-ConA na clarificação de vinhos e sucos de uva podendo ser considerado um biocatalisador promissor na hidrólise de antocianinas e, consequentemente, para a produção de vinhos brancos e rose a partir de diferentes variedades de uvas. Este trabalho pelo que sabemos, é o primeiro a usar BGLs imobilizadas com aplicação na clarificação de sucos de uva e vinhos, podendo ser considerado um trabalho inovador, e de grande importância para a indústria de alimentos e bebidas. / ?-glucosidases are enzymes that catalyze the hydrolysis of ?-1,4, ?-1,3 and ?-1,6 glucosidic linkages, from the non-reducing end of short chain oligosaccharides, alkyl and aryl ?-D-glucosides and disaccharides. Besides being complex key cellulolytic enzymes, they have important functions such as the improvement of wine flavors and anthocyanins hydrolysis. Malbranchea pulchella is usually found in decaying plant debris or in material rich in cellulose, for this reason it can be considered promising for the production of enzymes of biotechnological interest. In this context, the aim of this project was the functional characterization of a ?-glucosidase from M. pulchella and its application in the organic residues and anthocyanins hydrolysis. A BGL GH3 family produced by M. pulchella was purified with a purification factor and recovery of about 6.32 and 35 times. Its approximate molecular mass was 100 kDa, and Km, Vmax and kcat were 0.33 mM, 13.67 U/mg, 26.5 s-1, respectively. The circular dichroism revealed a structure composed of approximately 25% of ?-helix and 20% of ?-sheets. BGL presented optimum pH and temperature at 6.0 and 50 °C; and it was stable at 40 °C. It also showed good stability at pH 5.0 to 8.0, for 24 hours. None of the metal ions salts activated the enzyme and HgCl2 inhibited the activity by 90%. The enzyme showed no inhibition in the presence of glucose (0,1-1M) for 24 hours. Furthermore, it is glycosylated and the sugar proportion correspondsto 15% of the enzyme mass. The effect of cellobiose (C) and sugarcane bagasse in natura (BCAN) in the production of BGLs were evaluated in a CCRD, which indicated a reduced model of influence of the two variables. The best culture condition for BGLs production was 0.6% of C (w/v) and 4% (w/v) of BCAN. Through a mixture design, using the BCAN, ground soybean hulls (CS) and barley bagasse (BCev) were used to evaluate the potential of hydrolysis of these residues in the presence of enzymes present in the enzymatic extract, resulting in a greater efficiency of (BCev) hydrolysis, producing approximately 2 mg/mL of reducing sugars in 48 hours. The BGLs present in the optimized enzyme extract were also used in the immobilization on ionic support MANAE-agarose and affinity support Concanavalin A-Sepharose (ConA-Sepharose). The BGL-MANAE and BGL-ConA derivatives were activated approximately 10 and 3 times, respectively. BGL-MANAE and BGL-ConA were more stable than BGL-BrCN control in all pH tested within 24 hours. In addition, BGL-ConA remained 100% of its activity at 40 °C, 50 °C and 60 °C , and BGL-MANAE was stable at 40 °C and remained 83% of its activity, both in 24 hours. BGL-MANAE and BGL-ConA showed lower inhibitory effect in the presence of different glucose and ethanol concentrations when compared to BGL-BrCN and these results indicate that the immobilization, somehow, cooperated to a greater pH and temperature stability, as well as to increased tolerance by glucose and ethanol. The derivatives could be reused up to 20 times and when they were tested for their capacity to clarify wine and grape juice (anthocyanins hydrolysis), BGL-MANAE clarified 52% wine, 71% diluted wine, 77% grape juice and 56% diluted grape juice. On the other hand, BGL-ConA clarified 41% wine, 46% diluted wine, 63% grape juice and 23% diluted grape juice. BGL-MANAE was more efficient than BGL-ConA in clarifying wines and grape juices and it may be considered a promising biocatalyst in the anthocyanins hydrolysis, and consequently in the production of white and rose wines from different varieties of grapes. This work as we know, is the first to use immobilized BGLs applied in the clarification of grape juice and wine, for this reason, it can be considered an innovative work, and of great importance to the food and beverage industry

Este trabalho tem como objetivo apresentar os conteúdos de matrizes, determinantes e sistemas lineares aos professores de matemática que lecionam no ensino médio, ressaltando as situações-problema bem como suas aplicações, contextualizando através de problemas. / The goal of this work is to present an introduction to matrices, determinants, and linear systems to high school mathematics teachers highlighting some applications.

Neste trabalho, foi realizado um estudo da obtenção de nanomateriais luminomagnéticos visando potenciais aplicações biológicas, a partir de dois diferentes tipos de estruturas, sendo elas: a formação de heteronanoestruturas luminomagnéticas de NPM de FePt/Fe3O4-CdSe recobertas com sílica; e a formação de nanomateriais luminomagnéticos por ligação covalente entre NPM de FePt/Fe3O4-Dopa-PIMA-PEG-NH2 e pontos quânticos de CdSe/ZnS-LA-PEG-COOH. Para o primeiro tipo de nanomaterial citado, foram testadas duas metodologias para obtenção das heteronanoestruturas: a mudança da estabilidade coloidal pela adição de pequenas quantidades de NaCl no meio contendo as NPM e os pontos quânticos previamente sintetizados; e o método de injeção a quente do precursor de selênio em um meio contendo as NPM como sementes, o precursor de cádmio e os agentes de superfície. O método de injeção a quente foi o que apresentou melhores condições para a formação das heteronanoestruturas. Para providenciar estabilidade coloidal em meio aquoso e superfície com biocompatibilidade, foi realizado o recobrimento com sílica na superfície das heteronanoestruturas luminomagnéticas com melhores condições. Para essa amostra, o tamanho médio obtido foi de 25,0 nm, com polidispersividade de 8,4 %, Ms = 11,1 emu.g-1 e comportamento superparamagnético, além de duas bandas de emissão (com excitação de 400 nm) centradas em 452 nm e 472 nm, respectivamente. Já para o segundo tipo de nanomaterial obtido neste trabalho, foram primeiramente obtidas NPM de FePt/Fe3O4 pelo método do poliol modificado acoplado à metodologia do crescimento, e pontos quânticos luminescentes de CdSe/ZnS pelo método de decomposição térmica de precursores organometálicos, sendo que ambas nanoestruturas apresentaram superfície hidrofóbica. Para a troca de ligantes para transferência das nanoestruturas para a fase aquosa e para providenciar biocompatibilidade visando aplicações biológicas, foram previamente preparados ligantes poliméricos de Dopa-PIMA-PEG-NH2 para recobrimento das NPM e de LA-PEG-COOH para recobrimento dos pontos quânticos. A conjugação química entre as nanoestruturas de FePt/Fe3O4-Dopa-PIMA-PEG-NH2 e CdSe/ZnS-LA-PEG-COOH foi realizada pelo método da carbodiimida em solução aquosa para a formação de uma ligação covalente amida entre os grupos amina e carboxilato em cada uma das nanoestruturas. Os nanomateriais luminomagnéticos obtidos apresentaram estabilidade coloidal em meio aquoso, com estreita distribuição de tamanho, apresentando RH de 79,96 nm, Ms de, aproximadamente, 10 emu.g-1 com coercividade e remanência quase nulos e intensa banda de emissão centrada em 580 nm. Espera-se que os nanomateriais obtidos neste trabalho possam ser promissores nanomateriais com propriedades multifuncionais para potenciais aplicações biológicas. / Here, luminomagnetic nanomaterials were obtained for potential biological applications. We have studied two different types of luminomagnetic nanomaterials, which are: formation of silica-coated FePt/Fe3O4-CdSe heteronanostructures; and formation of luminomagnetic nanomaterials from covalent bond between FePt/Fe3O4-Dopa-PIMA-PEG-NH2 magnetic nanoparticles and CdSe/ZnS-LA-PEG-COOH luminescent quantum dots. For the first type of luminomagnetic nanomaterials obtained, two methodologies were studied for formation of heteronanostructures, which are: modification of colloidal stability by addition of small amounts of NaCl into a solution with hydrophobic magnetic nanoparticles and luminescent quantum dots; and hot injection method of selenium precursor into a solution with magnetic nanoparticles seeds, cadmium precursors and surface agents. The hot injection method obtained better results than the other method studied for formation of heteronanostructures. To provide colloidal stability in aqueous solution and biocompatibility, the heteronanostructures were coated using silica shell. After silica coating, the heteronanostructures showed average diameter of 25 nm and polidispersivity of 8.4%, with Ms = 11.1 emu.g-1 and superparamagnetic behavior. Moreover, these nanomaterials showed two emission peaks centered at 452 and 472 nm. For the second type of nanomaterials obtained, FePt/Fe3O4 magnetic nanoparticles were synthesized by modified polyol method coupled to seeded-mediated growth, and CdSe/ZnS luminescent quantum dots were obtained by thermal decomposition of organometallic precursors. For the ligand exchange to transfer the nanostructures from organic media to aqueous solution, were used Dopa-PIMA-PEG-NH2 and LA-PEG-COOH polymers to provide colloidal stability and biocompatibility on magnetic nanoparticle surface and quantum dot surface, respectively. The chemical conjugation between FePt/Fe3O4-Dopa-PIMA-PEG-NH2 and CdSe/ZnS-LA-PEG-COOH nanostructures was obtained by EDC coupling in aqueous solution, which linked amine and carboxylate groups in each nanostructure to provide the formation of amide bond. The luminomagnetic nanomaterials obtained showed colloidal stability in aqueous solution, narrow size distribution, with RH equal to 79.96 nm, MS around 10 emu.g-1 with low coercivity and remanent magnetization, and intense emission peak centered at 580 nm. We expect these luminomagnetic nanomaterials be promisor nanomaterials with multifunctional properties for potential biological applications.

No presente trabalho, estudamos alguns conceitos relacionados ao desenvolvimento de programas paralelos, algumas formas de aplicar computação paralela em métodos de otimização contínua e dois métodos que envolvem o uso de otimização. O primeiro método que apresentamos, chamado PUMA (Pointwise Unconstrained Minimization Approach), recupera constantes óticas e espessuras de filmes finos a partir de valores de transmitância. O problema de recuperação é modelado como um problema inverso e resolvido com auxílio de um método de otimização. Através da paralelização do PUMA viabilizamos a recuperação empírica de constantes e espessuras de sistemas compostos por até dois filmes sobrepostos. Relatamos aqui os resultados obtidos e discutimos o desempenho da versão paralela e a qualidade dos resultados obtidos. O segundo método estudado tem o objetivo de obter configurações iniciais de moléculas para simulações de dinâmica molecular e é chamado PACKMOL. O problema de obter uma configuração inicial de moléculas é modelado como um problema de empacotamento e resolvido com o auxílio de um método de otimização. Construímos uma versão paralela do PACKMOL e mostramos os ganhos de desempenho obtidos com a paralelização. / In this work we studied some concepts of parallel programming, some ways of using parallel computing in continuous optimization methods and two optimization methods. The first method we present is called PUMA (Pointwise Unconstrained Minimization Approach), and it retrieves optical constants and thicknesses of thin films from transmitance data. The problem of retrieve thickness and optical constants is modeled as an inverse problem and solved with aid of an optimization method. Through the paralelization of PUMA we managed to retrieve optical constants and thicknesses of thin films in structures with one and two superposed films. We describe some results and discuss the performance of the parallel PUMA and the quality of the retrievals. The second studied method is used to build an initial configuration of molecules for molecular dynamics simulations and it is called PACKMOL. The problem of create an initial configuration of molecules is modeled as a packing problem and solved with aid of an optimization method. We developed a parallel version of PACKMOL and we show the obtained performance gains.

by Lui Bong Chun, Richard. / Thesis (M.Phil.)--Chinese University of Hong Kong, 1995. / Includes bibliographical references. / Abstract / Acknowledgment / Chapter Chapter 1 --- Introduction --- p.1 / Chapter 1.1 --- Background for the Project --- p.1 / Chapter 1.1.1 --- Interests in Blue-Green Laser --- p.1 / Chapter 1.1.2 --- Progress of Blue-Green Laser --- p.2 / Chapter 1.2 --- The Aim of the Project --- p.3 / Chapter 1.3 --- Overview the Remaining Parts of this Thesis --- p.4 / Chapter 1.4 --- References --- p.6 / Chapter Chapter 2 --- Sum Frequency Generation --- p.8 / Chapter 2.1 --- Introduction --- p.8 / Chapter 2.2 --- Sum Frequency Generation --- p.8 / Chapter 2.2.1 --- Theoretical Background for Sum Frequency Generation --- p.9 / Chapter 2.2.2 --- The Coupled Wave Equations for SFG --- p.13 / Chapter 2.2.3 --- Phase Matching Considerations --- p.16 / Chapter 2.3 --- References --- p.18 / Chapter Chapter 3 --- Cerenkov Radiation --- p.19 / Chapter 3.1 --- Introduction --- p.19 / Chapter 3.2 --- The Properties of Cerenkov Radiation by Using TM Mode --- p.21 / Chapter 3.2.1 --- Refractive Index Notation --- p.23 / Chapter 3.2.2 --- Fundamental Wave TM Guides Mode --- p.23 / Chapter 3.2.3 --- Second Harmonic TM Radiation Mode --- p.24 / Chapter 3.2.4 --- Efficiency of SHG --- p.25 / Chapter 3.3 --- Simplified Model Analysis of Cerenkov Radiation in TE Mode --- p.29 / Chapter 3.4 --- Simulation --- p.33 / Chapter 3.4.1 --- Modeling the LiNb03 --- p.33 / Chapter 3.4.2 --- Modeling an Asymmetric Slab Waveguide ´ؤPMMA doped with MNA on Fused Quartz --- p.37 / Chapter 3.4.3 --- Modeling a Symmetric Slab Waveguide ´ؤPMMA doped with MNA on Fused Quartz --- p.42 / Chapter 3.5 --- References --- p.47 / Chapter Chapter 4 --- Ellipsometry --- p.49 / Chapter 4.1 --- Introduction --- p.49 / Chapter 4.2 --- General Principles --- p.49 / Chapter 4.3 --- Basic Operation --- p.50 / Chapter 4.4 --- The Optical Constants of the Bulk Materials --- p.51 / Chapter 4.5 --- Calculation the Refractive Index of the Substrates --- p.53 / Chapter 4.6 --- Ellipsometric Theory for the Thin Film --- p.57 / Chapter 4.7 --- Measurement the Refractive Index and the Thickness of the Thin Film --- p.59 / Chapter 4.7.1 --- Data --- p.62 / Chapter 4.7.2 --- Discussions --- p.73 / Chapter 4.8 --- Calculation the Refractive Index of the thin Film by Considering as a Bulk Material --- p.78 / Chapter 4.9 --- References --- p.80 / Chapter Chapter 5 --- Prism Coupling --- p.81 / Chapter 5.1 --- Introduction --- p.81 / Chapter 5.2 --- Coupling of a Plane Wave --- p.82 / Chapter 5.3 --- Numerical Approach for the Calculation of the Coupling Efficiency --- p.85 / Chapter 5.4 --- Experiment --- p.88 / Chapter 5.4.1 --- Experimental Setup --- p.88 / Chapter 5.4.2 --- Experimental Result and Discussions --- p.90 / Chapter 5.5 --- References --- p.92 / Chapter Chapter 6 --- Conclusion --- p.93 / Chapter Chapter 7 --- Future Plans --- p.96 / Chapter 7.1 --- Simplified Model of Corona Poling --- p.96 / Chapter 7.2 --- Advanced Models of Poling --- p.98 / Chapter 7.2.1 --- Slab Waveguide --- p.98 / Chapter 7.2.2 --- Channel Waveguide --- p.99 / Chapter 7.3 --- References --- p.100 / Chapter Appendix 1 --- Materials' Descriptions --- p.A-l / Chapter A.1.1 --- 2-Methyl-4-Nitoaniline --- p.A-1 / Chapter A.1.2 --- Poly ( Methyl Methacrylate ) --- p.A-3 / Chapter A.1.3 --- References --- p.A-4 / Chapter Appendix 2 --- Fabrication Procedures --- p.A-5 / Chapter A.2.1 --- Cleaning the Apparatus --- p.A-5 / Chapter A.2.2 --- Cleaning the Substrate --- p.A-5 / Chapter A.2.3 --- Thin film Fabrication --- p.A-5 / Chapter A.2.4 --- Thin Film Removal --- p.A-6 / Chapter A.2.5 --- References --- p.A-6 / Chapter Appendix 3 --- Alpha Step --- p.A-7 / Chapter A.3.1 --- Introduction --- p.A-7 / Chapter A.3.2 --- Experimental Setup --- p.A-8 / Chapter A.3.3 --- Experimental Results --- p.A-9 / Chapter A.3.3.1 --- Thin Film of PMMA without Dopant --- p.A-9 / Chapter A.3.3.2 --- Thin Film of PMMA doped with MNA --- p.A-19 / Chapter A.3.4 --- Discussions --- p.A-27 / Chapter A.3.5 --- References --- p.A-28 / Chapter Appendix 4 --- Scanning Electron Microscope --- p.A-29 / Chapter A.4.1 --- Scanning Electron Microscope --- p.A-29 / Chapter A.4.2 --- Reference --- p.A-30 / Chapter Appendix 5 --- Gaussian Beam & Coordinate System Transformation --- p.A-31 / Chapter A.5.1 --- Gaussian Beam in a Homogeneous Medium --- p.A-31 / Chapter A.5.2 --- Transformation of the Coordinate Systems --- p.A-32 / Chapter A.5.3 --- Reference --- p.A-32 / Chapter Appendix 6 --- Waist Size Measurement of Gaussian Beam --- p.A-33 / Chapter A.6.1 --- Waist Size Measurement of Gaussian Beam --- p.A-33 / Chapter A.6.2 --- References --- p.A-34 / Chapter Appendix 7 --- Quasi Phase Matching --- p.A-35 / Chapter A. 7.1 --- Introduction --- p.A-35 / Chapter A.7.2 --- Basic Concept of QPM --- p.A-36 / Chapter A.7.3 --- References --- p.A-38 / Chapter Appendix 8 --- Program Listing --- p.A-41 / Chapter A.8.1 --- Program Listing ( Chapter 3 ) --- p.A-41 / Chapter A.8.1.1 --- Program 3.1 (transcendental.m ) --- p.A-41 / Chapter A.8.1.2 --- Program 3.2 (linbo3.m) --- p.A-42 / Chapter A.8.2 --- Program Listing ( Chapter 4 ) --- p.A-45 / Chapter A.8.2.1 --- Program 4.1 ( ellipsometry.m ) --- p.A-45 / Chapter A.8.3 --- Program Listing ( Chapter 5 ) --- p.A-47 / Chapter A.8.3.1 --- Program 5.1 ( parameter.m ) --- p.A-47 / Chapter A.8.3.2 --- Program 5.2 ( coupling.m ) --- p.A-49 / Chapter A.8.3.3 --- Program 5.3 ( v_3_amp.m ) --- p.A-50 / Chapter A.8.3.4 --- Program 5.4 ( input_profile.m ) --- p.A-51

A fibromialgia é uma condição de alta prevalência, que causa desconforto físico, sofrimento mental e comprometimento das relações sociais. Com o aumento da popularidade de Mobile Health, considerou-se o uso de aplicativo móvel como recurso de suporte no tratamento de indivíduos com fibromialgia. Há uma carência de aplicativos para brasileiros portadores de fibromialgia, desenvolvidos por profissionais de saúde, a partir de fontes de informação confiáveis, em linguagem adequada, com alto grau de funcionalidade, testados quanto à sua eficácia em ensaios clínicos. O presente projeto constitui-se de dois estudos. O Estudo I teve como objetivo desenvolver um aplicativo móvel para promover o autocuidado em indivíduos com fibromialgia, e o Estudo II teve como objetivo avaliar sua eficácia na melhora da qualidade de vida e dos sintomas e na promoção do autocuidado, e verificar a adesão dos pacientes ao uso do aplicativo. Desenvolveu-se o aplicativo denominado ProFibro segundo o paradigma da prototipação, em cinco etapas: (1) análise de requisitos e conteúdo e estabelecimento de objetivos do software; (2) desenvolvimento da interface pela designer; (3) desenvolvimento do protótipo pela programadora para o sistema operacional Android (Google Inc., Mountain View, CA); (4) teste-piloto para avaliação da qualidade de uso do protótipo com pacientes; (5) refinamento do protótipo e construção do produto final. Suas principais funções são: animação educativa; automonitoramento com o Questionário de Impacto da Fibromialgia Revisado; estratégias do sono com a técnica de relaxamento por imaginação guiada, terapia de controle de estímulo e higiene do sono; agenda para facilitar o planejamento da rotina diária; programa gradual de exercícios aeróbicos, alongamento e fortalecimento; diário para a prática da gratidão; livro eletrônico com atividades para a família; dicas por meio de notificações. O Estudo II foi um ensaio clínico controlado e aleatorizado com 40 indivíduos com fibromialgia, alocados em grupos experimental e controle. Os participantes foram avaliados na linha de base e após seis semanas por um avaliador cego, quanto às seguintes variáveis: qualidade de vida (Questionário de Impacto da Fibromialgia Revisado); dor (Índice de Dor Generalizada e Escala Visual Analógica); sintomas (Escala de Severidade de Sintomas); agenciamento do autocuidado (Escala de Avaliação de Agenciamento de Autocuidados Revisada). O grupo experimental recebeu smartphones com o aplicativo ProFibro para uso durante seis semanas, enquanto o grupo controle recebeu uma apostila em papel de conteúdo similar. A adesão dos pacientes ao aplicativo foi avaliada contabilizando o número de acessos às suas funcionalidades. O uso do aplicativo ProFibro durante seis semanas, sem o acompanhamento de um profissional de saúde, foi eficaz para a redução da severidade de sintomas e do impacto geral da fibromialgia na qualidade de vida, em comparação com a linha de base. Os efeitos do uso do aplicativo foram similares aos da apostila. Cerca de 40% dos participantes do Grupo Experimental tiveram uma baixa adesão ao uso do aplicativo. As estratégias do sono foram a funcionalidade mais utilizada, seguidas do programa de exercício físico e do diário / Fibromyalgia is a prevalent condition that causes physical problems, mental distress and impaired social functioning. With the increasing popularity of Mobile Health, the use of a mobile application as a support tool in the management of fibromyalgia was considered. There is a shortage of applications for Brazilian patients with fibromyalgia, which are developed by health professionals, based on reliable sources of information, in proper language, with a high degree of functionality, and are tested for effectiveness in clinical trials. This project is formed of two studies. Study I aimed to develop a mobile application to promote self-care in individuals with fibromyalgia, and Study II aimed to evaluate its effectiveness in improving quality of life and symptoms, and promoting self-care, and to verify patient compliance to the use of the application. The application which was named ProFibro was developed according to the prototyping paradigm, in five stages: (1) analysis of requirements and content and establishment of software objectives; (2) interface development by the designer; (3) development of the prototype by the programmer for the Android operating system (Google Inc., Mountain View, CA); (4) pilot test with patients to evaluate the quality of use of the prototype; (5) improvement of the prototype and construction of the final product. Its main functions are: educational animation; self-monitoring with the Revised Fibromyalgia Impact Questionnaire; sleep strategies with guided imagery relaxation technique, stimulus control therapy and sleep hygiene; scheduling function to facilitate planning the daily routine; graded exercise programme with aerobic, stretching and strengthening exercises; a diary for the practice of gratitude; an eBook about family adjustments; hints through notifications. The Study II was a randomized controlled trial of 40 individuals with fibromyalgia, which were allocated into Experimental and Control groups. A blind evaluator assessed the participants at baseline and after six weeks regarding the following outcomes: quality of life (Revised Fibromyalgia Impact Questionnaire); Pain (Generalized Pain Index and Visual Analog Scale); symptoms (Severity of Symptoms Scale); self-care agency (Revised Self-Care Agency Assessment Scale). The Experimental Group received smartphones with the ProFibro application and were instructed to use it for six weeks while the control group received a paper book with similar content. Patient adherence to the application was evaluated according to the number of accesses to its functions. The use of ProFibro application for six weeks, without the health professional support, was effective in reducing the severity of symptoms and the overall impact of fibromyalgia on quality of life compared to baseline. The effects of the use of the application were similar to those of the paper book. About 40% of the participants of the Experimental Group had a low adherence to the use of the application. The sleep strategies were the most used function, followed by the exercise programme and the diary