Vidros boratos contendo óxidos modificadores vêm sendo estudados por apresentarem um número atômico efetivo próximo ao do tecido humano, o que os tornam materiais interessantes para o desenvolvimento de dosímetros termoluminescentes. O objetivo deste trabalho foi estudar as propriedades térmicas e estruturais do sistema xCaB4O7-(100-x)CaB2O4, com x variando de 0 a 100 % em massa. As amostras sem dopantes foram previamente estudadas a fim de determinar uma composição que apresentasse a melhor resposta termoluminescente (TL) para a inclusão do íon Dy como dopante e Li como co-dopante, aumentando a eficiência TL da mesma. Pelo método de fusão e moldagem, foram obtidos amostras vítreas e vitrocerâmicas. A fase cristalina presente nas amostras vitrocerâmicas foi determinada por difratometria de raios X e identificada como fase única CaB2O4. A composição vitrocerâmica 20CaB4 (% em massa) apresentou a melhor resposta TL, sendo dopada com Dy e co-dopada com Li para o estudo das propriedades dosimétricas. Este estudo mostrou uma resposta linear num intervalo de 5 a 70 minutos de exposição à radiação ultravioleta e uma boa reprodutibilidade do sinal TL provando ser um material promissor para a utilização em dosimetria pessoal e clínica. / Borate glasses containing modified oxides have been studied on account of their effective atomic number close to that of the human tissue, what makes them interesting materials for the development of the thermoluminescent dosimeters. The purpose of this work was to study the thermal and structure properties of the xCaB4O7-(100-x)CaB2O4 system with x ranging from 0 to 100 wt%. The undoped samples were previously studied in order to determine a composition that would present a better thermoluminescent response for the incluision of the Dy íon as dopant and Li as co-dopant, thus increasing its TL efficiency. By the melting/molding method, the glass-ceramic samples was determined by the X-ray difractometry and identified as a unique CaB2O4 phase. The glass-ceramic 20 CaB2O4 (wt%) composition presented the best TL response being doped with Dy and co-doped with Li for the study of the dosimetric properties. This study has shown a linear response within an interval of 5 to 70 minutes of exposure to the UV radiation and good reproducibility of the TL signal, thus proving to be a promising material for using in the personal and clinical dosimetry.

Embora cristais boratos dopados com ions de terras raras sejam amplamente investigados, vidros boratos desses sistemas vêm sendo pouco estudados. O cristal NdAl3(BO3)4(NAB) cujas propriedades laser e de geração de segundo harmônico (GSH) são conhecidas e continuamente relatadas na literatura, vem sendo recentemente considerado como um forte candidato para dispositivo \"microchip laser\". Alem disso, cristais dopados com íons de neodímio têm demonstrado ser excelentes para o bombeio com laseres de diodo, devido ao intenso pico de absorção próximo a 800 nm. Entretanto, existe na literatura um número muito limitado de estudos relatando as propriedades de vidros do sistema Nd2O3-Al2-O3-B2O3. Partindo dessa premissa, o objetivo principal deste trabalho foi obter vidros neste sistema, para elevadas concentrações de Nd2O3 (5-20 mol%), por meio das técnicas de fusão/moldagem convencional e fusão a laser. Dentre os materiais preparados foram obtidos três vidros transparentes, um material com separação de fases e, onde ocorreu cristalização. Os vidros obtidos, NAB136, NAB152560 e NAB226 foram caracterizados através das técnicas de análise térmica diferencial (ATD), difratometria de raios X (DRX), absorção óptica (AO) e ICP-OES (análise de composição). De acordo como os resultados de ATD, os vidros não apresentaram uma variação significativa na temperatura de transição vítrea (Tg) com o aumento da concentração de Nd2O3. O vidro NAB136, obtido com composição próxima a do cristal NdAl3(BO3)4(NAB), foi submetido a um tratamento térmico de cristalização a uma temperatura de 820°C por 2 horas. Os resultados de DRY indicaram a presença das fases cristalinas majoritárias Al4B2O9 e NAB. Medidas de absorção Óptica (AO) dos vidros no intervalo espectral de 300-1000 nm indicaram intensa absorção nos comprimentos de onda 500 nm e 800 nm. As análises de ICP-OES indicaram alta pureza dos vidros e composições próximas das composições nominais / Although borate crystals doped with rare earth ions have already been extensively investigated, borate glasses of these systems were not widely studied. The NdAl3(BO3)4(NAB) crystal, which laser and second harmonic generation (SGH) properties are well know and continuously mentioned in literature, has been recently considered as a strong candidate for microchip laser devices. Moreover, neodymium doped crystals are known for their excellent performance when pumped with diode lasers due to its intense absorption peak near to 800 nm. However, a limited number of papers have been published referring to the properties of glasses in the system Nd2O3-Al2-O3-B2O3. Based on this premise, the main purpose of this work was to prepare glasses in this system for Nd2O3 elevate concentrations (5-20 mol%) by the conventional melting/molding and laser heated methods. Among the prepared materials it was obtained three clear glasses, a material with phase separation and another one, which has crystallized. The obtained glasses, NAB136, NAB152560 and NAB226, where characterized by differential thermal analysis (DTA), X-ray diffractometry (XRD), optical absorption (OA) and ICP-OES (compositional analysis). According to the DTA results, the glasses have not presenteá a rneaningfut change in the glass transition temperature (Tg) with the increase of Nd2O3 content. The NAB136 glass, with the closest composition to the crystal NdAl3(BO3)4(NAB), was submitted to a crystallization thermal treatment at 820°C for 2 hours. XRD results showed the existence of the main crystalline phases and NAB. Optical absorption (OA) measurements of the glasses in the spectral range 300-1000 nm indicated intense absorpâion in the 500 nm and 800 nm wavelengths. ICP-OES analysis showed that the glasses posses high purity stoichiometry, close to the nominal ones

Este trabalho apresenta um estudo sobre a modificação e cristalização superficial dos sistemas vítreos 40BaO-45B2O3-15TiO2 (BBT) e 42BaO-42B2O3-16SiO2 (BBS) utilizando a radiação proveniente de um laser modulado de CO2. Três diferentes parâmetros experimentais foram avaliados: a potência do laser, o tempo de exposição à radiação e a presença de micropartículas da fase ?-BaB2O4 (?-BBO) na superfície da amostra. As modificações causadas pela exposição das amostras à radiação laser foram caracterizadas através das técnicas de perfilometria, microscopia óptica, espectroscopia micro-Raman e difração de raios X. De uma maneira geral, os resultados mostram que a escolha adequada da potência do laser e do tempo de exposição à radiação leva a uma modificação superficial ou a uma modificação seguida da cristalização superficial da região exposta a radiação. A presença de micropartículas da fase ?-BBO na superfície da amostras influi de maneira significativa no processo de modificação e cristalização superficial. A presença dessas micropartículas induziu a cristalização da fase ?-BBO com um relativo alto grau de orientação preferencial na direção (006), permitindo a observação visual do efeito de geração de segundo harmônico em algumas amostras. Estudos de micro-fotoluminescência mostraram que o íon Sm3+ quando adicionado a matriz vítrea BBT apresenta um alto grau de desordem mesmo em amostras cristalizadas. No entanto, para a matriz BBS, este estudo mostra uma possível incorporação do íon terra-rara na região cristalizada. / This work describes a study regarding the permanent modification and/or crystallization of 40BaO-45B2O3-15TiO2 (BBT) and 40BaO-45B2O3-16SiO2 (BBS) glass compositions when exposed to a continuous CO2 laser beam radiation. The effect of three experimental parameters was evaluated: the laser power, the radiation time exposure and the presence of micro-particles of the ?-BaB2O4 crystalline phase on the glass sample surface prior to radiation. The geometry of permanent modification and the crystallization process were characterized by using the perfilometry, optical microscopy, Micro-Raman spectroscopy and X-ray diffraction (XRD) techniques. The results show that the surface modification and crystallization can be controlled by a suitable choice of the laser power and radiation time exposure. In all samples, it was observed that the presence of ?-BaB2O4 micro-particles on the sample surface affects significantly equally the permanent modification and the crystallization process. The preferential orientation of the ?-BaB2O4 on the (006) plane direction allowed the observation of a relative high intense second harmonic generation effect. The micro-photoluminescence study shows that the Sm3+ ion in BBT glass sample present a high degree of disorder, even in the crystallized samples. On the other hand, when added to the BBS glass sample, it seems that the Sm3+ ions are incorporated onto the crystallized region.

An efficient and simple purification procedure for cow brain glutaminase (L- glutamine amidohydrolase, EC 3.5.1.2) is described. The main steps consisted of acetone extraction and French press treatment in the presence of phosphate ions, precipitation of nucleic acids and lipids by 0.08 % protamine·S04 and high speed centrifugation (300,000xg), ammonium sulfate fractionation, and gel filtration on Sepharose 4B first as the low molecular weight and then as the aggregated form. The yield was 22% and the final preparation had a specific activity of 142 μmoles/min/mg. The purification was more than 8000-fold over crude brain homogenate. The enzyme showed one strong and one diffuse band on SDS gel electrophoresis, suggesting that the enzyme was highly purified. Phosphate activated cow brain glutaminase with a sigmoidal concentration dependence. The activation was time dependent, a function of the pretreatment, and was enhanced by high concentrations of protein. The molecular weight of cow brain glutaminase also depended on the nature of the buffer in which it is dissolved. Gel filtration on Sepharose 4B was used to determine the molecular weight. Three forms of glutaminase were observed, one each in tris/acetate, phosphate, and borate/ phosphate buffer. These were interconvertible and have molecular weights of 170,000, 300,000, and >10^6 respectively. It appeared that activation of cow brain glutaminase by phosphate was due to formation of dimers or higher molecular weight polymers.

Graduation date: 2005

The hydrolyses of naphthalene diimides (NDIs) bearing aliphatic side chains with N-methylpyrrolidinium groups placed two (1) and three (5) atoms from the central core were studied. The Ka values for the first and second hydrolyses for 1 were 2.5 ± 0.2 x 105 M-1 and 2.0 ± 0.1 x 102 M-1, respectively; for 5 they were 1.4 ± 0.1 x 105 M-1 and 44 ± 2 M-1, respectively. NDI 1 hydrolyzed 6.8 times faster than did 5. The rates for the first and second hydrolyses of 1 at 100 mM hydroxide measured by stopped-flow were 17.0 ± 0.2 s-1 and 53.0 ± 0.1 x 10-2 s-1, respectively. NMR showed both the syn and anti isomers of the diamide species. Syntheses of other derivatives are reported. Overall, this study shows that the rate of hydrolysis of NDIs is increased when the cationic charge is moved closer to the NDI core.

The path of research in the pulp and paper industry is heading towards the elimination of the lime cycle, which requires large amounts of energy, and changing the conventional recovery boiler system to a gasification process that will reduce the possibility of smelt water explosions while meeting future environmental regulations. Research has been carried out on both gasification processes and on causticizing processes that can replace or complement the lime cycle, however very little research has gone into the actual kinetics of causticization using black liquor in gasification processes. This research project fills in some of the missing knowledge in the area of kinetics of autocausticization reactions, which entails the use of borates as the autocausticizing agent. A temperature dependent kinetic model coupled with a mass transfer coefficient has been developed and compared to experimental data.

Univ., Diss., 2009--Frankfurt (Main).

Ao longo dos últimos anos tem aumentado o interesse da comunidade científica no desenvolvimento de estruturas de borato de magnésio. Geralmente, o borato de magnésio é utilizado em conjunto com outros materiais como metais, polímeros, cerâmicas ou macromoléculas formando compósitos. Este borato tem sido largamente utilizado para reduzir o coeficiente de fricção e aprimorar as propriedades mecânicas de compósitos, atuando como material anti-desgaste e inibidos de corrosão. Dentre as fases de borato de magnésio, o Mg2B2O5 se destaca por apresentar potencial para aplicações tais como catalisador para conversão de hidrocarbonetos, agente para tratamento eletrocondutivo, semicondutor e material luminescente para aplicação em tubos de raios catódicos. Acredita-se que ao reduzir as dimensões do bulk de borato de magnésio a dimensões nanométricas, pode-se oferecer excelentes características para desenvolver e melhorar as potenciais aplicações acima mencionadas. Em geral, estruturas em nanoescala como tubos, fios, rods, cintos e whiskers têm sido o foco de intensiva pesquisa. Buscando a compreensão dos mecanismos para produção de nanoestruturas de boratos de magnésio, este trabalho está focado no desenvolvimento de uma rota de síntese de nanorods de Mg2B2O5 que permita a produção de um material com elevada pureza e homegeneidade estrutural a fim de possibilitar uma futura aplicação em dispositivos nanotecnológicos. Os nanorods foram sintetizados utilizando como precursor B2O3 e Mg metálico em um reator de CVD. Foi analisado o emprego de diferentes atmosferas para a reação, partindo de H2, Ar e acetonitrila (CH3CN). Foi estudado também a influência da temperatura na morfologia e composição dos nanorods. As propriedades físico-químicas das estruturas desenvolvidas foram caracterizadas por FTIR e DRX. A estrutura morfológica foi analisada por MEV e MET e as propriedades óticas por DRS. De acordo com os resultados, os nanorods foram obtidos com alto grau de pureza e homogeneidade morfológica utilizando uma atmosfera redutora composta por H2 e CH3CN. / Over the last few years the interest of the scientific community has increased in the development of magnesium borate structures. Borato has been widely used to reduce the coefficient of friction and improve the mechanical properties of composite materials such as anti-wear and corrosion. Generally, the magnesium borate is used together with other materials such as metals, polymers, ceramics and macromolecules to form compounds. Among the borate magnesium phases, Mg2B2O5 contrasts for presenting potential for applications such as acting as a catalyst for hydrocarbon conversion, as an agent for electroconductive treatment, as a semiconductor and luminescent material for application in cathode ray tubes. It is believed that by reducing the borate magnesium bulk dimensions to dimensions of nanostructures, it can provide excellent characteristics to develop and improve the potential applications mentioned above. In general, nanoscale structures such as tubes, wires, rods, belts and whiskers have been the focus of intensive research. Seeking to understand the mechanisms for production of magnesium borate nanostructures, this work is focused on the development of a synthesis method for Mg2B2O5 nanorods, enabling the production of a material with high purity and structural homogeneity to enable future application in nanotechnological devices. The physicochemical properties of the structures developed were characterized by FTIR and XRD. The morphological structure was examined by SEM and TEM and the optical properties by DRS. According to the results, high purity and morphological uniform nanorods were obtained using a H2 and CH3CN reducing atmosphere.

Ao longo dos últimos anos tem aumentado o interesse da comunidade científica no desenvolvimento de estruturas de borato de magnésio. Geralmente, o borato de magnésio é utilizado em conjunto com outros materiais como metais, polímeros, cerâmicas ou macromoléculas formando compósitos. Este borato tem sido largamente utilizado para reduzir o coeficiente de fricção e aprimorar as propriedades mecânicas de compósitos, atuando como material anti-desgaste e inibidos de corrosão. Dentre as fases de borato de magnésio, o Mg2B2O5 se destaca por apresentar potencial para aplicações tais como catalisador para conversão de hidrocarbonetos, agente para tratamento eletrocondutivo, semicondutor e material luminescente para aplicação em tubos de raios catódicos. Acredita-se que ao reduzir as dimensões do bulk de borato de magnésio a dimensões nanométricas, pode-se oferecer excelentes características para desenvolver e melhorar as potenciais aplicações acima mencionadas. Em geral, estruturas em nanoescala como tubos, fios, rods, cintos e whiskers têm sido o foco de intensiva pesquisa. Buscando a compreensão dos mecanismos para produção de nanoestruturas de boratos de magnésio, este trabalho está focado no desenvolvimento de uma rota de síntese de nanorods de Mg2B2O5 que permita a produção de um material com elevada pureza e homegeneidade estrutural a fim de possibilitar uma futura aplicação em dispositivos nanotecnológicos. Os nanorods foram sintetizados utilizando como precursor B2O3 e Mg metálico em um reator de CVD. Foi analisado o emprego de diferentes atmosferas para a reação, partindo de H2, Ar e acetonitrila (CH3CN). Foi estudado também a influência da temperatura na morfologia e composição dos nanorods. As propriedades físico-químicas das estruturas desenvolvidas foram caracterizadas por FTIR e DRX. A estrutura morfológica foi analisada por MEV e MET e as propriedades óticas por DRS. De acordo com os resultados, os nanorods foram obtidos com alto grau de pureza e homogeneidade morfológica utilizando uma atmosfera redutora composta por H2 e CH3CN. / Over the last few years the interest of the scientific community has increased in the development of magnesium borate structures. Borato has been widely used to reduce the coefficient of friction and improve the mechanical properties of composite materials such as anti-wear and corrosion. Generally, the magnesium borate is used together with other materials such as metals, polymers, ceramics and macromolecules to form compounds. Among the borate magnesium phases, Mg2B2O5 contrasts for presenting potential for applications such as acting as a catalyst for hydrocarbon conversion, as an agent for electroconductive treatment, as a semiconductor and luminescent material for application in cathode ray tubes. It is believed that by reducing the borate magnesium bulk dimensions to dimensions of nanostructures, it can provide excellent characteristics to develop and improve the potential applications mentioned above. In general, nanoscale structures such as tubes, wires, rods, belts and whiskers have been the focus of intensive research. Seeking to understand the mechanisms for production of magnesium borate nanostructures, this work is focused on the development of a synthesis method for Mg2B2O5 nanorods, enabling the production of a material with high purity and structural homogeneity to enable future application in nanotechnological devices. The physicochemical properties of the structures developed were characterized by FTIR and XRD. The morphological structure was examined by SEM and TEM and the optical properties by DRS. According to the results, high purity and morphological uniform nanorods were obtained using a H2 and CH3CN reducing atmosphere.