A eficiência de atomização do bário, em superfície grafítica, é fortemente afetada pela formação de espécies refratárias, como carbetos e óxidos. Várias tentativas vêm sendo propostas no sentido de melhorar o limite de detecção do bário em espectrometria de absorção atômica com forno de grafite. Nesse sentido, o presente trabalho teve como objetivo estudar a viabilidade de se utilizar uma plataforma de tungstênio adaptada ao tubo de grafite do espectrômetro de absorção atômica, visando melhorar a eficiência de atomização do bário bem como a sua determinação em petróleo, óleos lubrificantes, água do mar e água mineral. O sistema proposto constituiu-se de uma plataforma de tungstênio com superfície modificada eletroliticamente com ródio, adaptada a um tubo de grafite com parede interna modificada com irídio. A mistura de 10% (v/v-1) H2 + 90% (v/v-1) Ar como gás de purga aumentou a eficiência de atomização, o tempo de vida do tubo de grafite e da plataforma. O uso de 10 µg de (NH4)2HPO4 como modificador químico foi indispensável para a determinação de bário em água mineral e de mar. O limite de detecção foi de 3,5+/-0,3 µg L-1 e a massa característica de 2,1 pg. Com a plataforma de tungstênio modificada com ródio foi possível gerar um sinal transiente de absorbância com temperatura de atomização de 2400 oC, com tempo de residência de, aproximadamente, 0,5 s, contra uma temperatura de atomização de 2600 oC para o forno de grafite, com tempo de residência de 15 s. A vida útil da plataforma de tungstênio, modificada com ródio, e do tubo de grafite foram, respectivamente, 200 e 750 ciclos de aquecimento. / The atomization efficiency of barium in graphite furnace is strongly affected by the refractory species formation, such as, carbides and oxides. Several attempts have been done to overcome these drawbacks and to improve the sensitivity of barium in electrothermal atomic absorption spectrometry. Thus the aim of the present work was to propose a tungsten platform inserted into the graphite tube of the atomic absorption spectrometer for the determination of barium in petrol, lubrificating oil, drinking water and seawater. The proposed system consisted of a tungsten platform electrolitically modified with rhodium and a graphite tube with the internal wall modified with iridium. The mixture of 10 % (v/v-1) H2 + 90% (v/v-1) Ar was used as purge gas, increasing the atomization efficiency, the graphite tube and the tungsten platform lifetime. The use of 10 µg de (NH4)2HPO4 as chemical modifier was imperative for the determination of barium in drinking water and seawater. After the optimization, the detection limit was 3.5+/-0.3 µg L-1 and the characteristic mass was 2.1 pg. By using the tungsten platform modified with rhodium it was possible to obtain a transient absorbance signal at 2400 oC atomization temperature, with residence time of 0.5 s, against 2600 oC atomization temperature in graphite tube platform, with residence time of 15 s. The lifetimes of the tungsten platform modified with rhodium and the graphite tube were 200 and 750 heating cycles, respectively.

Conforme pesquisas realizadas na literatura, o estudo do Titanato de Bário (BTO) na dosimetria é inédito, este material foi escolhido porque exibe propriedades luminescentes, demonstradas em experimentos de medidas de espectros de emissão. Para a confecção do BTO fez-se o uso da técnica química Sol-Gel, foi produzido amostras de BTO Puro, BTO dopado e co-dopado com diversas terras-raras. Todas as amostras produzidas sofreram calcinações com temperaturas definidas em 800, 1000 e 1200°C. As dopagens foram realizadas com os seguintes elementos terras-raras: Nd, Tb, Eu, Yb, Er, Pr, e as amostras co-dopadas foram com Tb/Eu e Yb/Er; no total foram confeccionadas trinta e uma amostras. No estudo de redução de massa foi constatada uma redução de metade das massas das amostras durante o processo de calcinação. Nas análises de Termoluminescência (TL) pelo menos uns dos tipos de calcinações apresentaram picos TL, com exceção das amostras co-dopadas com Tb/Eu. As amostras dopadas com Eu e Tb se destacaram nas análises das respostas termoluminescentes. A amostra com Tb e calcinada a 1200°C forneceu pico TL entre 90 a 200°C, e a dopada com Eu (1mol%) e calcinado a 1000°C apresentou picos TL em 110°C e 370°C. A mínima dose detectável para o pico de 110°C foi de 119 mGy e para o pico de 370°C foi de 143 mGy. As análises de MEV mostraram que as micrografias das amostras de BTO dopado tanto com Tb, quanto com Eu apresentaram superfícies porosas, diferentemente das Puras, que apresentaram superfície mais lisa. As análises de DRX indicaram uma fase tetragonal para as amostras Pura e dopadas com Eu (1 mol%), ambas calcinadas a 1000°C. / According to the literature, the study of Barium Titanate (BTO) for dosimetry is unpublished yet, this material was chosen because it exhibits luminescent properties, demonstrated in emission spectra experiments. To make the BTO samples the chemical sol-gel technique was used. Samples of BTO Pure, doped and co-doped with different rare earths were made. All produced samples were calcinated with temperatures at 800, 1000 and 1200°C. The doping was performed with the following rare earths: Nd, Tb, Eu, Yb, Er, Pr, and some samples were co-doped with Tb / Eu and Yb / Er; in total were made thirty-one samples. In the study of weight reduction, a reduction, by half of the mass of raw material, was observed during the calcination process. In the TL analysis, at least one of the types (temperature) of calcinations provides TL peaks formation, except for the samples co-doped with Tb / Eu. The BTO: Eu and Tb provided the best TL response. The BTO: Tb and calcined at 1200°C showed TL peak at 90 to 200°C and the one doped with Eu (1mol%) and calcined at 1000°C supplied peaks at 110°C and 370°C. The minimum detectable dose to the TL peak at 110°C was 119 mGy and for TL peak at 370°C was 143 mGy. SEM analyzes showed that the micrographs of BTO samples doped with both Tb and Eu supplied porous surfaces, unlike the pure sample, that showed smoother surface. XRD analyzes indicated a tetragonal phase to pure sample and the one doped with Eu (1 mol%), both calcined at 1000°C.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:42:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GUILHERME BACCI.pdf: 2882047 bytes, checksum: 2bf1ae6f64200191aa823e1e72f2a368 (MD5) Previous issue date: 2011-11-28 / Over the years, BaTiO3 has been used in a wide variety of crystal types applications, ceramic structures, multilayer and thin films. Lately, the utilities techniques to obtain BaTiO3 are so diversified and was cited in several works. The picked method for the synthesis of BaTiO3 in this work was the non conventional method called freeze drying, which consist to obtain powders in low temperature. Nanoparticulated powders was produced with pure phase at 973K and characterized as positive temperature coefficient (PTC). / Ao longo dos anos, BaTiO3 tem sido usado numa ampla variedade de aplicações na forma de vários tipos de cristais, estruturas cerâmicas, multicamadas e filmes finos. Recentemente, as técnicas utilizadas pra obtenção do BaTiO3 são muito diversas e foram mencionadas em vários trabalhos. O método selecionado para síntese do BaTiO3 neste trabalho foi o método não convencional chamado liofilização que, são pós obtidos na desidratação dos pós a baixas temperaturas. Foram produzidos pós nanoparticulados com fase pura a 700°C e caracterizados como sensores de temperatura com coeficiente positivo (PTC).

Esta Tese consiste num estudo experimental de propriedades de transporte elétrico em amostras do sistema BaFe2−xTMxAs2 (Ba122), onde TM representa um metal de transição. Os elementos que foram utilizados como substituintes foram TM = Mn, Co, Cu e Ni. Estes compostos, genericamente denominados de ferro-pnictídeos, apresentam estado fundamental com ordenamento antiferromagnético do tipo onda de densidade de spin, ou supercondutor, ou ainda um estado de coexistência entre estes dois. Neste trabalho, as propriedades de maior interesse são a resistividade elétrica, a magnetorresistência e o efeito Hall. Aqui, essas propriedades são cuidadosamente estudadas com o objetivo de contribuir para o entendimento dos principais mecanismos de espalhamento eletrônico, na presença de campo magnético externo, nos compostos da família Ba122. Para isso, medidas sistemáticas das componentes longitudinal e transversal da resistividade elétrica em função da temperatura e do campo magnético foram realizadas em todas as amostras. A influência das substituições químicas e a desordem estrutural no transporte de carga também é investigada. Na análise dos resultados, ênfase é dada aos efeitos relacionados ao ordenamento magnético. A interpretação dos resultados experimentais obtidos toma por base efeitos de condução por duas bandas eletrônicas, uma do tipo elétron e outra do tipo lacuna, e contribuições devidas ao espalhamento dos portadores de carga por excitações de origem magnética. Mostra-se que tais termos são importantes para o entendimento do comportamento da magnetorresistência e do coeficiente de Hall com a temperatura e com o campo magnético na fase magneticamente ordenada dos sistemas estudados. / This Thesis reports on electric transport measurements in several single-crystal samples of the BaFe2−xTMxAs2 (Ba122) system, where TM is a transition metal. The elements used in substitution to the Fe atoms are TM = Mn, Co, Cu and Ni. When TM = Co or Ni, samples with different concentrations of the substituting element are investigated. Electrical resistivity, magnetoresistance and Hall effect experiments were carried out between 2 and 300 K, under magnetic field varying between 0 and 9 T. These properties are studied to shed light on the electronic scattering mechanisms relevant to these compounds. We are also interested in the role of the chemical substitutions and the effects of structural disorder in these properties. One important result of this Thesis is that the magnetoresistance is very small in the paramagnetic phase of the studied materiais, whereas its magnitude increases substantially in the magnetically ordered phase. Consistently, the Hall coefficient is also small in the paramagnetic state, and its magnitude becomes appreciable and strongly temperature dependent in the magnetically ordered phase. We observe that, for the same values of field and temperature, the magnetoresistance is higher in samples with higher magnetic transition temperatures. On the other hand, samples where a large fraction of the Fe atoms were substituted show a smaller magnetoresistance. This result is independent of the valence of the substituting atom and can also be observed in pure samples which show some structural disorder in the conducting layers. Results for a sample where 75 % of the Fe atoms are substituted by Cu atoms, which does not undergo a magnetic transition, show that, the magnetoresistance and the Hall coefficient remain small in the whole temperature interval investigated. This fact indicates that the characteristic behavior of these two properties in low temperatures is intrinsically related to the magnetic ordering. In order to explain the magnetoresistance and the Hall effect in the paramagnetic as well as in the magnetically ordered phase of the iron-pnictides of the Ba122 family, we suggest that, not only the multiple band character of the electronic structure is important, but contributions related to scattering by magnetic excitations should be properly considered. These contributions are in fact, the responsible for the overall behavior of the magnetoresistance and Hall effect inside the magnetically ordered phase of these compounds. In this aspect, the proposed interpretation for the magneto-transport properties of the Ba122 iron-pnictides contrasts with the description most commonly found in the literature, where effects coming from the Fermi surface morphology are supposed to play the dominant role.

Este trabalho, realizado junto ao Grupo de Novos Materiais e Dispositivos (GNMD) pertencente ao Laboratório de Microeletrônica (LME) da Universidade de São Paulo, teve como objetivo correlacionar algumas propriedades físico-químicas de filmes finos de Ba1-XSrxTiO3 (BST), obtidos pela técnica de pulverização catódica reativa (sputtering), com os parâmetros de deposição, visando a fabricação de defasadores inteligentes operando em 60 GHz. Propriedades como cristalinidade e composição química foram estudadas e relacionadas com o tipo de substrato sobre o qual os filmes finos de BST foram depositados, e com os diversos parâmetros de deposição variados. Foi observada uma forte influência dos parâmetros de deposição, principalmente da temperatura e do tipo de substrato, na cristalinidade dos filmes. Os filmes depositados sobre cobre são mais cristalinos do que aqueles depositados sobre Si. Já a composição química dos filmes não variou significativamente, mantendo-se próxima à do alvo de sputtering utilizado, independentemente do substrato ou das condições de deposição. As propriedades elétricas dos filmes fabricados foram extraídas de capacitores de placas paralelas construídos utilizando o BST como dielétrico linear. As curvas de capacitância vs tensão a 1 MHz destes capacitores permitiram determinar uma variação de tunabilidade de até 44 %, para uma permissividade elétrica relativa de 310, valores estes compatíveis com aqueles encontrados na literatura. As propriedades elétricas dos filmes produzidos permitiram projetar um defasador de 1,3 mm2, com uma figura de mérito de 30º/dB para uma defasagem de 360º. / This work, performed at the New Materials and Devices Group (GNMD) of the Microelectronics Laboratory of the Polytechnic School of the University of São Paulo, has the objective to correlate reactive sputtered-BST thin films to its deposition parameters, aiming to produce a 60 GHz tunable phase shifter. Thin film crystallinity and stoichiometry were correlated with sputtering deposition parameters and the type of substrate. A strong influence of the sputtering parameters was observed on BST crystallinity, mainly the temperature and the type of substrate. Thin films on copper are more crystalline than on Si (100). The stoichiometry, on the other hand, did not change as function of the deposition parameters or the substrate in both cases. The thin films electrical properties were obtained by capacitance vs voltage measurements, with the BST as linear dielectric of a parallel plate capacitor. The capacitors 1 MHz C-V characterization showed tunabilities as high as 44%, for an electrical permittivity of 310. These properties allowed a phase shifter project, resulting a 1,3 mm2 device with a figure of merit of 30 º/dB for 360 º phase shift.

Orientador: Wanderley José de Melo / Banca: Mara Cristina Pessoa da Cruz / Banca: Leyser Rodrigues Oliveira / Resumo: Atualmente, diversas atividades antrópicas têm aumentado a carga de elementos tóxicos no ambiente, especialmente no solo. Dentre esses elementos, estão os metais pesados, tendo sido o bário (Ba) recentemente incluído na lista dos elementos que apresentam risco à saúde humana, o que o leva a ser foco de diversas pesquisas, já que as informações sobre seus efeitos tóxicos no solo e nas plantas ainda são muito limitadas. Assim, objetiva-se com o presente trabalho avaliar os efeitos de sais de Ba (BaSO4 e BaCl2), na atividade enzimática e biológica. O experimento foi conduzido em casa de vegetação e foi dividido em duas etapas. Na primeira etapa foram testadas doses de 2 fontes de Ba (BaSO4 e BaCl2) em delineamento experimental em blocos casualizados com 7 tratamentos [2 fontes de Ba em 3 doses (150, 300 e 600 mg kg-1), mais 1 testemunha] e 4 repetições. A segunda etapa teve início com o término da primeira, nesta etapa foi avaliada a liberação de Ba para o solo devido a biodegradação das plantas, e para isso foram testados 6 tratamentos, sendo 2 tipos de solos (solo que não recebeu Ba e solo que recebeu 300 mg kg-1 de Ba na forma de BaCl2) e 3 tipos de adição de material e 4 repetições em delineamento experimental inteiramente casualizado. Na primeira etapa foram coletadas amostras de solo aos 56 dias. Na segunda etapa, amostragens de solo foram realizadas aos 15, 30 e 90 dias após sua instalação, as quais foram submetidas ás análises de atividade biológica e enzimática. O efeito da adição do bário mostrou que, em resposta ao estresse, os microrganismos do solo podem aumentar a atividade metabólica, o que ocasionou aumento na atividade de algumas enzimas, sem o correspondente aumento na biomassa. As enzimas que assim se comportam também podem ser boas indicadoras da presença do fator causador do estresse / Abstract: Currently, various anthropogenic activities have increased the burden of toxic elements in the environment, especially in soil. Among these elements are heavy metals, having barium (Ba) recently included in the list of elements that pose a risk to human health, which leads him to be the focus of many studies, since the information about their toxic effects on soil and plants are still quite limited. Thus, the objective of the present work was to evaluate the effects of salts of Ba (and BaCl2 BaSO4), the enzymatic and biological activity. The experiment was conducted in a greenhouse and was divided into two stages. In the first stage were tested doses of 2 sources of Ba (BaSO4 and BaCl2) in randomized complete block design with seven treatments [2 Ba sources in 3 doses (150, 300 and 600 mg kg-1) plus one witness] and 4 replicates. The second stage began with the end of the first, at this stage we evaluated the release of Ba to the ground due to biodegradation of plants, and 6 treatments that were tested, with two types of soils (soil that received no Ba and soil received 300 mg kg-1 Ba as BaCl2) and 3 types of material addition and 4 replications in a completely randomized design. In the first stage soil samples were collected after 56 days. In the second stage, soil samples were taken 15, 30 and 90 days after installation, which were submitted to analyses of biological and enzymatic activity. The effect of adding the barium showed that in response to stress, organisms of the soil may increase metabolic activity, which caused an increase in the activity of some enzymes without a corresponding increase in the biomass. The enzymes that behave well can also be good indicators of the presence of the causative factor of stress / Mestre

Esta Tese consiste num estudo experimental de propriedades de transporte elétrico em amostras do sistema BaFe2−xTMxAs2 (Ba122), onde TM representa um metal de transição. Os elementos que foram utilizados como substituintes foram TM = Mn, Co, Cu e Ni. Estes compostos, genericamente denominados de ferro-pnictídeos, apresentam estado fundamental com ordenamento antiferromagnético do tipo onda de densidade de spin, ou supercondutor, ou ainda um estado de coexistência entre estes dois. Neste trabalho, as propriedades de maior interesse são a resistividade elétrica, a magnetorresistência e o efeito Hall. Aqui, essas propriedades são cuidadosamente estudadas com o objetivo de contribuir para o entendimento dos principais mecanismos de espalhamento eletrônico, na presença de campo magnético externo, nos compostos da família Ba122. Para isso, medidas sistemáticas das componentes longitudinal e transversal da resistividade elétrica em função da temperatura e do campo magnético foram realizadas em todas as amostras. A influência das substituições químicas e a desordem estrutural no transporte de carga também é investigada. Na análise dos resultados, ênfase é dada aos efeitos relacionados ao ordenamento magnético. A interpretação dos resultados experimentais obtidos toma por base efeitos de condução por duas bandas eletrônicas, uma do tipo elétron e outra do tipo lacuna, e contribuições devidas ao espalhamento dos portadores de carga por excitações de origem magnética. Mostra-se que tais termos são importantes para o entendimento do comportamento da magnetorresistência e do coeficiente de Hall com a temperatura e com o campo magnético na fase magneticamente ordenada dos sistemas estudados. / This Thesis reports on electric transport measurements in several single-crystal samples of the BaFe2−xTMxAs2 (Ba122) system, where TM is a transition metal. The elements used in substitution to the Fe atoms are TM = Mn, Co, Cu and Ni. When TM = Co or Ni, samples with different concentrations of the substituting element are investigated. Electrical resistivity, magnetoresistance and Hall effect experiments were carried out between 2 and 300 K, under magnetic field varying between 0 and 9 T. These properties are studied to shed light on the electronic scattering mechanisms relevant to these compounds. We are also interested in the role of the chemical substitutions and the effects of structural disorder in these properties. One important result of this Thesis is that the magnetoresistance is very small in the paramagnetic phase of the studied materiais, whereas its magnitude increases substantially in the magnetically ordered phase. Consistently, the Hall coefficient is also small in the paramagnetic state, and its magnitude becomes appreciable and strongly temperature dependent in the magnetically ordered phase. We observe that, for the same values of field and temperature, the magnetoresistance is higher in samples with higher magnetic transition temperatures. On the other hand, samples where a large fraction of the Fe atoms were substituted show a smaller magnetoresistance. This result is independent of the valence of the substituting atom and can also be observed in pure samples which show some structural disorder in the conducting layers. Results for a sample where 75 % of the Fe atoms are substituted by Cu atoms, which does not undergo a magnetic transition, show that, the magnetoresistance and the Hall coefficient remain small in the whole temperature interval investigated. This fact indicates that the characteristic behavior of these two properties in low temperatures is intrinsically related to the magnetic ordering. In order to explain the magnetoresistance and the Hall effect in the paramagnetic as well as in the magnetically ordered phase of the iron-pnictides of the Ba122 family, we suggest that, not only the multiple band character of the electronic structure is important, but contributions related to scattering by magnetic excitations should be properly considered. These contributions are in fact, the responsible for the overall behavior of the magnetoresistance and Hall effect inside the magnetically ordered phase of these compounds. In this aspect, the proposed interpretation for the magneto-transport properties of the Ba122 iron-pnictides contrasts with the description most commonly found in the literature, where effects coming from the Fermi surface morphology are supposed to play the dominant role.

Submitted by Rafael Innocenti Vieira da Silva null (rivs83@ibb.unesp.br) on 2016-05-02T14:50:37Z No. of bitstreams: 1 TESE Rafael I V da Silva.pdf: 3134322 bytes, checksum: bde81f0826ba0df023c61849b0d46861 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-04T14:06:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_riv_dr_bot.pdf: 3134322 bytes, checksum: bde81f0826ba0df023c61849b0d46861 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-04T14:06:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_riv_dr_bot.pdf: 3134322 bytes, checksum: bde81f0826ba0df023c61849b0d46861 (MD5) Previous issue date: 2016-04-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O presente trabalho teve por objetivo preparar a cerâmica de BaZr0,1Ce0,7Y0,1Yb0,1O3-δ considerando a aplicação como eletrólito de Células a Combustível de Cerâmicas Protônicas (PCFCs). A cerâmica foi preparada pelo Método do EDTA-Citrato e avaliou-se a influência do pH na estrutura, após a calcinação. Avaliou-se também sua influência na densificação, condutividade elétrica e estabilidade química em atmosfera de CO2. Os resultados de caracterização físico-química do material em pó indicaram a formação da fase perovskita sob sistema monoclínico em temperaturas de 700ºC-1000ºC, mas que contem resíduos de carbonatos, independente da faixa de pH da síntese. Em temperaturas de calcinação de maiores que 1200ºC/3h, os materiais sintetizados em 5≤pH≤6 mantiveram sob estrutura cristalina perovskita do sistema monoclínico (menos simétrico), porém, os materiais sintetizados em 8≤pH≤9 organizaram-se sob estrutura cristalina perovskita no sistema ortorrômbico (mais simétrico). Para ambas as faixas de pH de síntese, resíduos de carbonatos estáveis foram encontrados até uma temperatura de 1200ºC. Os materiais obtidos em ambas as faixas de pH apresentaram alto grau de densificação (densidades relativas >97%), requerendo temperaturas de 1450oC. Os resultados de espectroscopia de impedância elétrica na faixa de 400ºC-600ºC mostraram que o material sintetizado em 8≤pH≤9 apresentou altos valores de condutividade protônica (0,601-4,17 mS/cm) em atmosfera de 20%O2/N2 e 20%H2/N2 umidificadas. Os resultados de estabilidade térmica em atmosfera de 10% em mol de CO2 mostraram que o material possui adequada estabilidade química em temperaturas de 500ºC, podendo ser utilizado como eletrólito de PCFC sob esta condição. / This work aimed to prepare the BaZr0,1Ce0,7Y0,1Yb0,1O3-δ ceramic for the application as electrolyte of Protonic Ceramic Fuel Cell (PCFCs). The ceramic was synthesized by EDTA-Citrate Method and the pH influence (5≤pH≤6 and 8≤pH≤9) was evaluated. After, densification, electrical conductivity and chemical stability (in CO2 10mol% atmosphere) were studied. Concerning to physicochemical characterization results of powder, it was observed the formation of perovskite phase with monoclinic system when treated at 700ºC-1000ºC and it was observed the presence of stable carbonates up to 1200ºC/3h for both pH synthesis conditions. At 1200ºC/3h, the materials synthesized at 5≤pH≤6 range maintained under perovskite monoclinic system (less symmetrical). On the other hand, the materials synthesized at 8≤pH≤9 range structured under perovskite orthorhombic system (more symmetrical). After the densification process at 1450ºC/3h the materials maintained the previous crystalline structures. The materials showed high level of the densification (relatives densities >97%) for the both pH range. The electric impedance spectroscopy analysis of the materials synthesized at 8≤pH≤9 range showed high protonic conductivity (0,601-4,17 mS/cm) at humidified atmosphere of 20%O2/N2 and 20%H2/N2, at 400ºC-600ºC range. The chemical stability results (in CO2 10mol% atmosphere) showed that the material has adequate chemical stability in temperatures of 400-500ºC and that it can be used as PCFCs electrolyte in this temperature range. / CNPq: 141413/2015-8

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-11-21Bitstream added on 2014-06-13T20:42:55Z : No. of bitstreams: 1 gimenes_r_dr_araiq.pdf: 2947108 bytes, checksum: f3c4ec92aee4a4b292c3bf0d47a82b2e (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Neste trabalho, foi conduzido um estudo sistemático da síntese de compósitos poli(fluoreto de vinilideno-trifluoretileno)/titanato de bário - P(VDF-TrFE)/BT - para uso em Regeneração Tecidual Guiada (GTR). Esta técnica osteopromotiva tem sido amplamente empregada em tratamentos do periodonto. A GTR emprega uma barreira física (membrana) para promover a formação de osso pela migração de células ósseas na região isolada. Desta forma, estas células são capazes de regenerar o defeito ósseo pela exclusão da competição com células não-osteogênicas na reabsorção do coágulo. Desta forma, membranas de compósitos polímero-cerâmica piezoelétrica podem promover osteogênese por meio de potenciais elétricos produzidos e prover proteção mecânica a região isolada. Membranas deste tipo podem ser consideradas como barreiras alternativas para GTR. Nesta direção, as propriedades estruturais e elétricas dos compósitos P(VDF-TrFE)/BT foram avaliadas, bem como, sua biocompatibilidade in vitro. Os compósitos foram preparados pela mistura de pós de titanato de bário e poli(fluoreto de vinilideno-trifluoretileno) (VDF = 80mol%) em meio de dimetilformamida (DMF0). As membranas de compósitos foram obtidos utilizando os seguintes métodos: espalhamento de solução sobre substrato (SC), deposição em spincoating (SP) e precipitação em água seguido de prensagem a quente (WHP). Compósitos obtidos por precipitação em água apresentaram microestrutura heterogênea e superfícies adequadas. Compósitos com fração volumétrica de 0,55 apresentaram os melhores valores de polarização remanescente e constante dielétrica relativa (33,1mC/cm2 e 78, respectivamente). Compósitos com fração volumétrica de 0,10 e 0,50 apresentaram coeficiente piezoelétrico d33 igual a 15,5 e ~0 pC/N respectivamente. P(VDF-TrFE)/BT demonstraram melhor biocompatibilidade in vitro... / In this work, a systematic study on synthesis of poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene)/barium titanate - P(VDF-TrFE)/BT - composites for used in Guided Tissue Regeneration (GTR) was carried out. This osteopromotive technique has been widely employed on periodontal treatment. GTR utilizes a physical barrier (membrane) to promote bone-forming cell to migrate into secluded space. Hereby, these cells are able to regenerate the osseous defect, by the exclusion of competing non-osteogenic soft tissue cells on reabsorption. The osteogenic process also can be enhanced by application of electrical energy (direct current or pulsed electromagnetic field). Thereby, membranes of polymer-ceramic piezoelectric composites can promote the osteogenesis by means of electrics potentials produced and to provide mechanical protection to the secluded space. This kind of membrane can be considered an alternative barrier to GTR. In this way, the structural and electrical properties of P(VDF-TrFE)/BT composites were evaluated, as well as, their in vitro biocompatibility. The composites were prepared by mixing Barium Titanate powders and P(VDF-TrFE) (VDF=80mol%) on dimethylformamide medium (DMF). Composites membranes were made by following methods: solvent casting (SC), spincoating (SP), and precipitation on water followed by hot pressing (WHP). Composites obtained by WHP showed heterogeneous microstructure and adequate surfaces. The composite of ceramic fraction of 0.55 presented the best values of remanent polarization and relative dielectric constant (33.1mC/cm2 and 78, respectively). The piezoelectric coefficient d33 was 15,5 and ~0 pC/N for composites with volumetric fraction of 0.10 and 0.50 respectively. P(VDF-TrFE)/BT presented better in vitro biocompatibility when compared to commercial e-PTFE GTR barrier. Therefore, P(VDF-TrFE)/BT membrane developed could be an alternative to be used in GTR.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1946.pdf: 9292037 bytes, checksum: 119351fd8e0cd7b745977db6fd72ec7c (MD5) Previous issue date: 2007-09-27 / Universidade Federal de Sao Carlos / This work presents a systematic study of synthesis and characterization of ferroelectric nanoislands. Generally three methods were had been studied: polymerized complex method (MPC), hydrothermal synthesis and nonaqueous synthesis. In order to optimize the formation of nanoislands we realized studies about influence of some experimental parameters. When we used MPC the concentration of metallic cátions (Pb2+, Zr4+ and Ti4+) in the polymeric resin, influence of the type calcination (using microwave and conventional oven), the citric acid - metallic cátion ratio (AC:Metal) and the resins deposition method were varied. The results showed that using the spin-coating deposition onto Si (100) substrate, the dilution of the polymeric resin proportionate samples with of distinct particle concentrations. Some of these regions with nanoislands. With the increase of ratio AC: Metal we had the formation of continuous films. The samples prepared by immersion method showed that it is possible the formation of nanoislands with uniform size and distribution by MPC. Tests in MgO and STO substrates were also accomplished based on the optimization discussed above. Tests with one layer indicated only the presence of PZT tetragonal phase. Moreover the optimized immersion conditions lead the formation of a continuous film along the MgO substrate. The sample obtained onto STO substrate presented agglomerated regions. Also hydrothermal synthesis was used to produce PZT nanoparticles. However, even with the variation of the synthesis conditions PZT powders were obtained in a micrometric scale. On the other hand, the nonaqueous route produced a low cristallinity PZT precursor, with was crystallized at lower temperatures than those reported in the literature. Besides, BaTiO3 was also studied. In this case the samples were deposited by immersion and spin-coating. The samples obtained by immersion did not present the formation of nanoislands but regions with agglomerated particles. The viscosity and concentration of organic material were investigated accomplished aiming the formation of films with the thinnest thickness possible to the samples obtained by spin-coating. The formation of continuous films was verified and in some of them the formation of pores was observed. The formation of micrometric islands was observed at higher temperatures. / Este trabalho apresenta um estudo sistemático sobre a síntese e caracterização de nanoilhas ferroelétricas. De modo geral três métodos foram estudados: o método de polimerização de complexos (MPC), a síntese hidrotermal e a síntese não aquosa. A fim de otimizar a formação das nanoilhas foi realizado um estudo sobre a influência de alguns parâmetros experimentais. No caso do MPC foram variadas, a concentração de cátions metálicos (Pb2+, Zr4+ e Ti4+) na resina polimérica, influência da calcinação (utilizando-se microondas e forno convencional) e o método de deposição das resinas. Os resultados obtidos mostraram que utilizando-se a deposição por spin-coating em substratos de Si(100), a diluição da resina polimérica proporcionou amostras com regiões de distintas concentrações de partículas. Em determinadas regiões as nanoilhas foram observadas. Com o aumento da relação AC:Metal foram obtidos filmes contínuos. As amostras preparadas por imersão mostraram que é possível a formação de nanoilhas com tamanho e distribuição uniforme utilizando-se o MPC. Foram realizados também testes de deposição por imersão em substratos de MgO e STO, baseando-se na otimização acima discutida. Testes com uma camada de resina apontaram a presença da fase de PZT tetragonal. No entanto as condições utilizadas de imersão levaram a formação de um filme continuo ao longo do substrato de MgO. Já a amostra obtida em substrato de STO apresentou aglomerados. Também utilizou-se a síntese hidrotermal para a produção de nanopartículas de PZT. Entretanto, mesmo com as variações das condições de síntese os pós de PZT foram obtidos em escala micrométrica. Por outro lado com a síntese não aquosa produziu-se um precursor de PZT de baixa cristalinidade e este foi cristalizado a temperaturas menores que aquelas reportadas na literatura. Além disso, um outro material aqui estudado foi o BaTiO3, neste caso foram obtidas amostras depositadas por imersão e por spincoating . As amostras obtidas por imersão não apresentaram a formação de nanoilhas e sim de regiões com partículas aglomeradas. A viscosidade e concentração de material orgânico foram investigadas visando a formação de filmes com as menores espessuras possíveis para as amostras obtidas por spin-coating . Verificou-se a formação de filmes contínuos e em alguns deles observou-se a formação de poros. Os tratamentos térmicos em altas temperaturas possibilitaram a formação de ilhas micrométricas.