Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:47:26Z : No. of bitstreams: 1 000829736.pdf: 1859346 bytes, checksum: ac12f4b0269718c847e0aa061aeef3c4 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Esta tese apresenta um novo conceito de dispositivo microfluídico flexível, utilizando a borracha natural como material alternativo, de baixo custo, flexível e elástico, para a preparação de plataformas lab-on-a-chip. A preparação do dispositivo é realizada com a dispersão do látex sobre o molde. Este é construído em placas de acrílico (PMMA - Poli-metilmetacrilato) contendo a configuração do dispositivo. O látex deve recobrir toda a estrutura, utilizando o método casting. Posteriormente, o molde contendo látex é submetido a tratamento térmico para a formação das membranas de borracha natural. As membranas retiradas do molde replicam a configuração do dispositivo em sua superfície. Filmes de policloreto de vinil (PVC) são utilizados como recobrimento interno a fim de evitar a absorção de água e a liberação de composição proteica das membranas de borracha natural. Os dispositivos flexíveis de borracha natural foram implementados como sensores óptico e eletroquímicos, utilizando fibras de carbono flexíveis como eletrodos internos. Torna-se importante ressaltar que as membranas de borracha natural são transparentes (quando consideradas a região vísivel do espectro eletromagnético), bem como biocompatíveis, possibilitando a combinação de propriedades mecânicas, ópticas e biológicas num único dispositivo. Por meio das análises eletroquímicas, demonstrou-se que possuem boa estabilidade e resistência quando submetidos a testes prolongados, mantendo a característica da curva de potencial, bem como o curto intervalo de tempo necessário para atingir a corrente estacionária durante os processos eletroquímicos. Em segunda instância, utilizaram-se os microdispositivos de borracha natural como microreatores para a síntese de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) decoradas com nanopartículas de ouro (FeO4-AuNPs). A síntese de partículas decoradas (Fe3O4-AuNPs) mostrou-se efetiva, obtendo relativo grau... / This thesis reports a new concept of flexible microfluidic device, using natural rubber as alternative material, flexible and stretchable, for based-plataforms of lab-on-a-chip-devices. The device preparation is carried out dropping the latex over the mold, supported on acrylic dishes, containing the configuration of the device. The latex should cover the entire structure by casting method and, subsequentely subjecting it to thermal treatment to form the natural rubber membranes. The membranes demolded should replicate the configuration of the device on its surface. Poly(vinyl chloride) (PVC) films are implement as covering layer on internal surface, avoiding thw water absorption e protein compounds leaching from natural rubber membranes. The flexible devices of natural rubber were implemented as optical and electrochemical sensors, using flexible carbon fibers as electrodes internal electrodes. Becomes important emphasize, that the natural rubber membranes are transparent when considering the visible region in the electromagnetic sprectrum as well as it is biocompatible, allowing the combination of mechanical, optical and biological properties in a single device. Rely on electrochemical analysis devices demonstrate good stability and resistance for long term stability maintaining the characteristic curve of potential as well as a short interval of time necessary to reach the stationary current for each electrochemical process. In a second instance, we used the natural rubber-based microfluidic as microreactor for the synthesis of magnetic nanoparticles (Fe3O4) decorated with gold nanoparticles (Fe3O4-AuNPs). The synthesis of decorated nanoparticles (Fe3O4-AuNPs) shows effectiveness in order to obtain high degree of homogeneity on gold nanoparticles distribution over the surface of magnetite particles, reaching averages sizes of 6.3 nm / FAPESP: 2011/23362-0

O sistema de tratamento do aço tem sido utilizado com o objetivo de aumentar a resistência à corrosão e melhorar a adesão da tinta sobre o substrato. Porém, a fosfatização convencional traz danos ao meio ambiente. Com o intuito de realizar o desenvolvimento sustentável, novos processos de tratamentos têm sido desenvolvidos a fim de substituir o processo de fosfatização, reduzir o impacto ambiental e promover o progresso nos tratamentos. Neste trabalho foi realizada uma avaliação comparativa entre dois tratamentos superficiais para aço de baixo carbono isentos de metais pesados (nanocerâmico e silano) e a fosfatização. Para este estudo foram utilizadas chapas de aço carbono 1020 laminado a frio como substrato. Com o objetivo de verificar a resistência anticorrosiva dos tratamentos sem pintura foram realizados ensaios de exposição à umidade, imersão em água, imersão em soluções aquosas de pH 2 e pH 10 e curvas de polarização anódicas e catódicas e em soluções de NaCl, NaOH e H2SO4. As amostras pintadas com tinta a pó microtexturizada foram submetidas aos ensaios de exposição à névoa salina neutra, dióxido de enxofre e umidade, além dos ensaios mecânicos de aderência, flexibilidade e impacto. Os resultados de resistência mecânica demonstraram um bom desempenho de todos os tratamentos. Quanto à resistência anticorrosiva pode-se verificar, a partir das curvas de polarização anódicas e catódicas,, que os tratamentos testados se comportam de maneira peculiar nos diferentes meios, mostrando uma ligeira superioridade com relação ao fosfato de zinco. Os resultados quanto a resistência à corrosão, para as amostras cujos tratamentos foram conjugados com pintura a pó, mostraram que todos os sistemas obtiveram comportamento semelhante e satisfatório. / The steel treatment system had been using with purpose of increase the corrosion resistance and to improve the paint adhesion on substratum. However, the conventional phosphatetion causes damage the environment. With purpose to permit a sustainable development, new treatment process has been developing in order to replace the phosphatetion process, to minimize the environmental impact and to promote the progress in the treatments. In this work has been carried out an assessment comparative between two different steel treatment area of low carbon, free of heavy metals (nanoceramic and silane) and the phosphatetion. During the study have been used as substratum, steel carbon plate 1020 which was laminated by cold. Having in mind to check the anticorrosive resistance treatments without painting, have been carried test out of exposure to humidity, water immersion besides immersion in water solution of pH 2 and pH 10 and variations of polarization anodic and cathodic besides solutions of NaCI, NaOH and H2SO4. The samples have painted with microtexturizada ink dust have been subjected test of exposition at the neutral saline mist, dioxide of sulfur and humidity, besides mechanical assays of tack, flexibility and impact. The resistance results mechanics had demonstrated a good performance of all the treatments. Regarding anticorrosive resistance, can been verified that from the anodic and cathodic curves of polarization, the tested treatments have had a peculiar performance in each different situations, showing a small superiority considering the phosphating of zinc. However the results of resistance corrosion, for the samples whose treatments had been conjugated with painting the dust, have been shown us that all the systems had gotten similar and satisfactory behavior.

Foi iniciado na safra agrícola de 1996/97 um experimento de campo de longa duração com aplicação de resíduos de curtume e carbonífero, na Estação Experimental da Universidade Federal de Rio Grande do Sul (30º 05'76" S; 51º 40' 67" W). Na safra de 2005/06, foram retiradas amostras de solo para analise e foi semeada mamona (Ricinus comunis). Nas amostras de solo de superfície (0 a 20 cm) foram avaliados os efeitos residual e de reaplicação dos resíduos em plantas de mamona e de cenoura (Daucus carota) em vasos. A decomposição dos resíduos de curtume no solo foi estudada pela disponibilidade de N para a cultura do milho e pela volatilização de C-CO2. Foi avaliada a capacidade de acidificação do resíduo carbonífero. Foi observado que as duas aplicações anteriores e a reaplicação dos resíduos, não afetaram o crescimento das culturas nos estudos de campo e em vasos, com as taxas de aplicação utilizadas. Os teores de cromo determinados nas plantas não são considerados prejudiciais para o consumo. Não foi observada translocação do cromo para camadas sub-superficiais do solo. A decomposição de resíduos de curtume no solo foi superestimada pela técnica de volatilização de C-CO2, quando comparada à liberação de N para as plantas. Foram necessários 66 a 29 kg de CaCO3 ha-1 ano-1 para neutralizar a acidez gerada pela decomposição do resíduo carbonífero em 345 dias, sendo que a quantidade requerida diminui com o aumento do diâmetro de partículas. / A long term field experiment is underway since the 1996/97 season with tannery and coal mine residues application, at the Federal University of Rio Grande do Sul state Experimental Station (30º 05'76" S; 51º 40' 67" W) (Brasil). In the 2005/06 season, soil samples were taken and castor beans (Ricinus comunis) was grown. Surface soil samples (0 to 20 cm depth) were taken to evaluate the residues' residual and reapplication effects on castor beans and carrots (Daucus carota) grown in pots. The tannery residues decomposition in the soil was studied by crop's N availability and by the C-CO2 volatilization techniques. The coal mine residues' acidifying capacity was also evaluated. It was observed that the two previously applied or reapplied residues did not effect the crops growth at the recommended application rate, both in the field and in the pots studies. Plants chromium contents were in the range not considered harmful for consumption. Chromium movement to the soil's subsurface layers was not observed. The tannery residues decomposition in soil was overestimated by the C-CO2 volatilization technique, as compared to the plant's N availability. Amounts from 66 to 29 kg CaCO3 ha-1 year-1 were required to neutralize the acidity due to the coal mine residue decomposition in 345 days, decreasing with the increase of particle size.

Nanotubos de carbono de parede simples e dupla foram sintetizados por deposição química de vapor catalisada (DQVC) e os seguintes parâmetros foram avaliados: (i) composição do catalisador do sistema Fe-Mo-MgO; (ii) a temperatura de síntese (800-1000°C); (iii) o composto precursor de carbono (hexano e, comparativamente, metano e etanol); (iv) a concentração do precursor de carbono; (v) o tempo de síntese; (vi) o tipo de reator (reator de leito estacionário horizontal com relação a um de leito vertical fluidizado). Microscopia eletrônica de varredura e transmissão, análise termogravimétrica, difração de raios X, condutividade elétrica e espectroscopias Raman e de fotoluminescência foram as principais técnicas utilizadas para caracterizar os nanotubos de carbono (NTCs) produzidos. As características eletrônicas de redes 2 e 3D preparadas com NTCs foram também avaliadas. Isto permitiu estimar como esses parâmetros afetam o desempenho dos nanotubos sintetizados em possíveis aplicações práticas. Além de determinar o valor ótimo para alguns desses parâmetros, a cinética do crescimento dos NTCPS-D foi analisada e uma equação para a taxa de crescimento dos mesmos foi proposta. Por último, diferentes processos de purificação dos NTCs foram também estudados. / Single and double-wall carbon nanotubes were synthesized by catalytical chemical vapour deposition and the effect of the following parameters were evaluated: (i) composition of the catalyst from the Fe-Mo-MgO system, (ii) temperature of synthesis (800-1000°C), (iii) carbon source (hexane, methane and ethanol), (iv) concentration of carbon source, (v) time of synthesis, (vi) type of reactor (horizontal fixed bed reactor in comparison with vertical fluidized bed reactor). Scanning and transmission electron microscopy, thermogravimetric analysis, X-Ray diffraction, electrical conductivity and Raman and photoluminescence spectroscopies were the main tools to characterize the CVD-derived carbon nanotubes (CNTs). The electronic characteristic of 2 and 3 dimension networks prepared with the CNTs were also evaluated. Besides the determination of the optimal value for some of these parameters, the the growth kinetic was analyzed and an equation for the kinetic of growth of CNTs was proposed. Finally, different processes of purification of CNTs were studied.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, Programa de Pós-Graduação em Agronomia, 2017. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2017-10-03T14:30:31Z No. of bitstreams: 1 2017_BobanJovanovic.pdf: 1139552 bytes, checksum: b9e4e7cb025eba3472cbadc470bf34bf (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-10-09T21:54:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_BobanJovanovic.pdf: 1139552 bytes, checksum: b9e4e7cb025eba3472cbadc470bf34bf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-09T21:54:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_BobanJovanovic.pdf: 1139552 bytes, checksum: b9e4e7cb025eba3472cbadc470bf34bf (MD5) Previous issue date: 2017-10-09 / A pastagem degradada é um fenômeno constantemente presente na pecuária do Cerrado. Este tem sua origem devido o inadequado manejo da pastagem auxiliado pela insuficiente reposição dos resíduos da serapilheira, assim como a inexistência de manejo dos nutrientes do solo. Desta forma a compressão da vegetação pelo pastoreio se configura superior à capacidade de regeneração natural da forrageira. O manejo da pastagem se apresenta como uma alternativa não só para manutenção a produtividade dos sistemas, bem como incremento da sua capacidade de captação hídrica e incremento da biodiversidade dentro do mesmo sistema, esses ganhos de natureza ambiental são auxiliados pela manutenção e captação de carbono no solo permitindo a fluência dos processos deste ecossistema. Os sistemas de manejo conservacionistas do solo se apresentam como uma alternativa viável para reduzir as pressões exercidas pela pecuária e os processos de erosão e lixiviação dos nutrientes em áreas com algum grau de degradação do solo. Assim o presente trabalho avaliou as mudanças nas frações lábeis e estáveis do carbono de uma área em quatro épocas, denominadas por T0, T1, T2 e T3, em que T0 corresponde à área no seu estado de pasto degradado no ano de 2012, as épocas T1 e T2 correspondem ao sistema de integração lavoura-pecuária (ILP) com consórcio de milho (Zea mays) e capim (Panicum maximum cv. Massai) e T3 ao estabelecimento de um sistema de integração lavoura-pecuáriafloresta (ILPF), cujo componente arbóreo é a gliricídia (Gliricidia sepium). Incrementos foram encontrados para as frações lábeis e estáveis da matéria orgânica do solo com o passar do tempo de implantação do ILPF, cujos valores, entre as épocas T0 e T3, considerando as profundidades de 0-10 cm; 10-20 cm e 20-40 cm, variaram de 120 mg kg-1 a 330 mg kg-1 para o carbono da biomassa microbiana (CBM), de 0,9 g kg-1 a 2,6 g kg-1 para o carbono lábil (CL) e de 1,9 g kg-1 a 11 g kg-1 para o carbono orgânico particulado (COP). Também, do T0 para o T3, as frações estáveis do carbono do solo variaram entre 4 g kg-1 a 14 g kg-1 no carbono inerte (CI), de 13 g kg-1 a 26 g kg-1 no carbono associado aos minerais (CAM), de 4 g kg-1 a 6,2 g kg-1 no carbono da fração ácido fúlvico (AF), de 0,8 g kg-1 a 3,6 g kg-1 na fração ácido húmico (AH) e de 6,4 g kg-1 a 12,7 g kg-1 na humina (HU). Os teores de COT também foram incrementados na passagem do T0 para o T3, com valores que passaram de 19 g kg-1 para 24 g kg-1 para camada de 0-10 cm, de 18 g kg-1 para 24,5 g kg-1 na camada de 10-20 cm e de 15 g kg-1 para 19 g kg-1 para a camada de 20-40 cm. Separando-se as profundidades avaliadas, observam-se reduções nas frações CAM e HU conforme o incremento da complexidade do sistema. Da mesma forma, as relações AH/AF e (AH+AF)/HU não tiveram diferenças significativas entre as épocas. Entretanto diferenças nas médias do índice de manejo de carbono (IMC) e no índice de labilidade (IL) foram encontradas entre a época T0 e as demais, sendo que as épocas T1 e T2 não foram distintas entre si, porem foram menores que o T3. A produtividade do milho foi incrementada passando de 2,800 kg ha-1 no T1 para 8,000 kg ha-1 no T3, com a adoção do sistema de ILPF. Conclui-se que no período de quatro anos durante a implementação de um sistema de integração lavoura-pecuária-floresta com a espécie gliricídia (Gliricidia sepium) em consórcio com o capim massai (Panicum maximum cv. Massai) é possível acumular carbono orgânico em diferentes frações da matéria orgânica do solo com reflexos no aumento da produtividade do milho.Palavras-chave: Frações lábeis e estáveis do C do solo; Sistemas integrados de produção; Gliricidia sepium; Panicum maximum cv. Massai. / The phenomenon of degraded pasture is an always present one in pasture activity of the Cerrado region, the phenomenon is originated by the inadequate management of pasture lands, with an excess of nutrient demand by the grass and crop, allied with insufficient nutrient replenishing, poor soil management and excess vegetation intake by the animal component. The pasture management measures ensure not only an increase in productive capacity, as it can also act as a hydric reservoir and consequently increase the biodiversity of the system. The integrated croplivestock systems can be seen as an alternative to mitigate the pressures on land productivity and the processes of erosion and nutrient displacing. The present paper has analyzed the labile and stable fractions of soil carbon contents in three distinct periods named as T0, T1, T2 and T3, in which T0 corresponds to degraded pasture land use, in 2012, at T1 and T2 the land use was an integrated maze (Zea mays) and the switchgrass (Panicum maximum cv. Massai), the T3 period corresponds to an fully integrated crop-livestock system with the (Gliricidia sepium) as the tree component. There were found increased concentrations on booth labile and stable fractions of the organic matter, in regard with the progression stages of the integrated crop-livestock system, the soil microbiological carbon (SMC) had varied from 120 mg kg-1 to 330 mg kg-1 comparing the T0 and T3 stages respectively, the variation observed for the labile carbon (LC) was from 0,9 g kg-1 to 2,6 g kg-1 in the same stages and particulate organic carbon (POC) had an spread of 1,9 g kg-1 to 11 g kg-1. The stable fractions of carbon had also showed increases when comparing the T0 and T3 stages of the area, there being, the inert carbon (IC) had an 1,9 g kg-1 to 11 g kg-1 variation in the T0 and T3 stages respectably, while minerals-associated organic carbon (MOC) had varied from 4 g kg-1 to 6,2 g kg-1, the fulvic acid (FA) ranged from 0,8 g kg-1 to 3,6 g kg-1, the humic acid (HA) from 0,8 g kg-1 to 3,6 g kg-1 and for humin (HU) the spread was from 6,4 g kg-1 to 12,7 g kg-1 for the same stages of the system. The total organic carbon (TOC) had showed an increase in the concentration values between the T0 and T3 timeframes, having those increased from 19 g kg-1 to 24 g kg-1 in the 0-10 cm soil layer, from 18 g kg-1 to 24,5 g kg-1 in the 10-20 cm soil layer and from 15 g kg-1 to 19 g kg-1 in the 20-40 cm soil layer. In the humic acid/fuvic acid indicator, no significant differences between the stages were found, however in the liability indices and indices of carbon management data has shown differences between the means of T0 and the rest of the stages, T1 and T2 had no differences between each other, but were significantly less than the concentration found in the T3 stage. The maze (Zea mays) had a four times increase in its content when comparing the T0 stage (degraded pasture) with the T3 (integrated crop-livestock system), the variation of productivity had ranged from 2,000 kg ha-1 in 2012 (T0) to 8,000 kg ha-1.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-13T19:27:01Z No. of bitstreams: 1 2017_IzabelCastrodeAbreuNeta.pdf: 7866003 bytes, checksum: 827e890a96e15ac432031c4bc99a8244 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-23T19:04:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_IzabelCastrodeAbreuNeta.pdf: 7866003 bytes, checksum: 827e890a96e15ac432031c4bc99a8244 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-23T19:04:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_IzabelCastrodeAbreuNeta.pdf: 7866003 bytes, checksum: 827e890a96e15ac432031c4bc99a8244 (MD5) Previous issue date: 2017-11-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq). / Este trabalho apresenta um estudo experimental do reforço de pilares de concreto armado, com seção transversal de 120 mm x 250 mm, altura de 2500 mm, com a utilização de lâminas de Polímeros Reforçados com Fibra de Carbono (PRFC), em inglês Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP), através da técnica NSM (Near Surface Mounted). A técnica de reforço, consiste na instalação do CFRP internamente em aberturas executadas na camada de cobrimento do concreto. Os pilares foram reforçados na face tracionada e na face comprimida, e submetidos a flexo-compressão normal. Para avaliação do comportamento dos pilares, da eficiência e eficácia da técnica de reforço, elaborou-se um programa experimental com 8 pilares. As variáveis consideradas no estudo foram, a excentricidade de aplicação de carga, na direção de menor inércia da seção transversal, e a aplicação ou não do reforço. Para cada variação de excentricidade, um modelo foi reforçado e o outro usado de referência. Resultados de força de ruína; deslocamentos; fissuração; deformações no concreto, aço e reforço foram comparados. Os resultados de força última foram ainda comparados com os estimados pelas normas: ANBT NBR 6118:2014, ACI 318:2014 e fib Model Code 2010, considerando a eficiência total do reforço. Os resultados obtidos experimentalmente mostraram que a técnica aplicada é eficiente, resultando em ganho na capacidade de carga. Esse ganho aumenta com o aumento da relação da excentricidade relativa. No entanto, os pilares C40S, C50S e C60S apresentaram ruptura prematura, por descontinuidade do reforço nas extremidades, não sendo possível verificar a eficiência total da técnica de reforço. O reforço resultou em incrementos na capacidade de resistência de 14,7%, 18,8%, 16,7% e 37,3%, respectivamente, em relação aos pilares de referência. A técnica de reforço NSM apresentou eficiência por evitar o modo de ruptura por descolamento do reforço, evidenciando que para pilares submetidos a flexo-compressão não ocorre este modo de ruptura. / This work presents an experimental studies of reinforced concrete columns, with cross section of 120 mm x 250 mm and height of 2500 mm, using Carbon Fiber Reinforced Polymer strips (CFRP), through the NSM (Near Surface Mounted) technique. The strengthened technique consists of installing the CFRP internally in openings executed in the cover layer of the concrete. The columns were strengthened on the tensile face and on the compressed face, under combined axial load and bending. To evaluate the behavior of the columns, the efficiency and the effectiveness of the strengthened technique, an experimental program with 8 columns was elaborated. The variables considered in the study were, the eccentricity of load application, in the direction of lesser inertia of the cross section, and the application or not of the strengthened. For each variation of eccentricity, one model was strengthened and the other used reference. Results of ultimate force, displacements, cracking, strains in concrete, steel and strengthened were compared. The experimental ultimate load results were compared to the values obtained by the codes: ANBT NBR 6118: 2014, ACI 318: 2014 and fib MODEL CODE 2010, considering the total efficiency of the strengthened. Experimentally results obtained showed that the applied technique is efficient, resulting in gain in the load capacity. This gain increases with the relative eccentricity increase. However, the columns C40S, C50S and C60S showed premature rupture due to discontinuity of the strengthened at the ends, and it was not possible to verify the total efficiency of the strengthened technique. The strengthening resulted in increases in the resistance capacity of 14,7%, 18,8%, 16,7% and 37,3%, respectively, in relation to the reference columns. The NSM strengthened technique showed efficiency by avoiding the rupture mode by strengthening debonding, evidencing that for columns submitted to flexo-compression this rupture mode does not occur.

Des réseaux de nanotubes de carbone (CNTs) en deux ou trois dimensions (2D- et 3DCNTNs) ont été préparés respectivement sur substrat de silice amorphe et dans une matrice silice. Plusieurs types de CNTs (mono-, double- et multi-parois, respectivement SWCNTs, DWCNTs et MWCNTs) ont été caractérisés par microscopie électronique à transmission, spectroscopie Raman et analyse élémentaire du carbone, et leurs aptitudes à former un réseau percolant ont été comparées par mesure de la conductivité électrique de suspensions dynamiques de ces CNTs dans le chloroforme. La conductivité des suspensions de SWCNTs et de DWCNTs obéit à la loi de puissance de la théorie de percolation, avec un exposant proche de la valeur théorique d'un réseau 3D. Celle des suspensions de SWCNTs présentent une conductivité normalisée maximale (3.08 S.cm2/g) tandis que celle des suspensions de DWCNTs présente le plus faible seuil de percolation (0.002-0.06 vol.%) ce qui a conduit à choisir les SWCNTs pour la préparation des 2D-CNTNs et les DWCNTs pour la préparation des nanocomposites CNT-silice (3D CNTNs). Les 2D-CNTNs ont été préparés par dépôt de suspensions aqueuses de SWCNTs contenant du dodecyl sulfate de sodium sur de la silice amorphe, par quatre techniques différentes: trempage, filtration, spray et dépôt électrophorétique. Les 2D-CNTNs forment un réseau percolant dont la conductivité électrique obéit à la loi de puissance, avec un exposant d'environ 1.29, ce qui en en bon accord avec les prédictions théoriques. Les dépôts effectués par trempage et les dépôts électrophorétiques conduisent aux films les plus lisses et peuvent constituer une option intéressante pour des applications dans les cellules solaires. La conductance de surface et la transparence obtenues dans l'UV laissent espérer des applications possibles dans les écrans d'affichage, les écrans tactiles, les tubes cathodiques et les films destinés à dissiper les charges électrostatiques. Les nanocomposites CNT-silice (3D-CNTNs) ont été préparés par sol-gel, en utilisant des DWCNTs qui furent d'abord soumis à un traitement doux de fonctionnalisation, leur dispersion étant réalisée par sonication avec une sonde. Les matériaux ont été ensuite complétement densifiés par "spark-plasma sintering". Les états de dispersion des CNTs ont été évalués par microscopie électronique à balayage à émission de champ et corrélé aux propriétés lectriques. La comparaison de deux variantes de la méthode de préparation (i.e.: DWCNT séchés ou non séchés après leur functionnalisation) a conduit à une bonne corrélation entre les états de dispersion (présence et taille des aggregats de CNTs) et les seuils de percolation. Pour la voie sèche, la percolation intervient pour seulement 0.35 vol.% DWCNT, ce qui est plus faible que les valeurs publiés pour les nanocomposites CNT-silice. Pour la voie humide, le matériau le plus conducteur présente une conductivité électrique (1.56 S/cm) plus élevée que celles publiés pour des matériaux similaires. Bien que l'état de dispersion des CNTs puisse encore être amélioré, la conductivité électrique obtenue pour ces nanocomposites est déjà suffisamment élevée pour leur utilisation pour évacuer les charges électrostatiques ou comme éléments chauffants. / Redes bi- e tridimensionais de nanotubos de carbono (2D e 3D-RNTCs) foram preparadas sobre substratos de vidro de sílica e em matriz de sílica, respectivamente. Vários tipos de nanotubos de carbono (nanotubos de carbono de paredes simples, dupla e multicamadas, NTCPSs, NTPDs e NTPMs respectivamente) foram caracterizados por microscopia eletrônica de transmissão, espectroscopia Raman e análise de carbono, enquanto que as suas aptidões para formar uma rede de percolação foram comparadas através da medição da suas condutividades elétricas em suspensões dinâmicas em clorofórmio. A condutividade das suspensões de NTCPSs e NTCPDs seguiram a lei de potência da teoria de percolação, com expoente próximo ao valor teórico de uma rede 3D. As suspensões de NTCPSs apresentaram 3.08 S.cm2/g), enquanto que as suspensões de NTCPDs apresentaram o menor teor crítico para percolação (0.002-0.06% vol.) o que levou a escolher NTCPSs para a preparação de 2D-RNTCs e NTCPDs para a preparação de nanocompósitos CNT-sílica (3D-RNTCs). Para produzir em 2D-RNTCs, suspensões aquosas de NTCPSs contendo dodecil sulfato de sódio foram depositadas sobre substratos de sílica amorfa utilizando quatro diferentes técnicas: dip-coating, filtração, deposição por spray e deposição eletroforética. A maioria das 2DRNTCs formaram uma rede de percolação cuja condutividade elétrica também seguiu a lei de potência, com expoente em torno de 1.29, que está de acordo com as previsões teóricas. Dipcoating e deposição eletroforética resultaram nas mais suaves RNTCs sendo uma opção interessante para aplicações em células solares. As características obtidas de condutância de superfície e de transparência no UV também demonstraram suas possíveis aplicações em displays, telas de toque, blindagem em tubos catódicos e dissipação eletrostática. Nanocompósitos de NTCs em matriz de sílica (3D-RNTCs) foram preparados pela rota sol-gel, utilizando NTCPDs que foram previamente submetidos a uma funcionalização branda e sua dispersão foi realizada com ultrassom de ponta. Os materiais foram totalmente densificados por spark-plasma sintering. O estado de dispersão dos nanotubos de carbono foi avaliado por microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo e correlacionados com as propriedades elétricas. A comparação das duas variações na rota de preparação (ou seja: os NTCPDs foram secos ou não após a sua funcionalização) levou a uma boa correlação entre os estados dispersões (presença e tamanho dos agregados de NTCs) e os pontos críticos de percolação. Para a rota "seca", a percolação opera em apenas 0.35 vol. % de NTCPDs, que é inferior aos valores reportados para nanocompósitos de sílica contendo NTCs. Para a rota "úmida", o material mais condutor apresenta uma condutividade elétrica (1.56 S/cm) maior do que o relatado por materiais similares. Apesar de que a dispersão de NTCs poderia ser ainda melhor, as condutividades elétricas obtidas destes nanocompósitos já são altas o suficiente para seu uso em elementos de aquecimento ou antieletrostáticos. / Two and three dimensional carbon nanotube networks (2D- and 3D-CNTNs) were prepared over silica glass substrate and in silica matrix, respectively. Several types of CNTs (single-, double- and multi-walled carbon nanotubes, SWCNTs, DWCNTs and MWCNTs, respectively) were characterized by transmission electron microscopy, Raman spectroscopy and carbon analysis, while their aptitudes to form a percolating network were compared by measurement of their electrical conductivity in dynamic suspensions in chloroform. The conductivity of SWCNTs and DWCNTs suspensions well follow the power law of the percolation theory, with an exponent close to the theoretical value of a 3D network. The SWCNTs suspensions present the higher maximum normalized conductivity (3.08 S.cm2/g) whereas the DWCNTs suspensions present the lower percolation thresholds (0.002-0.06 vol.%) which led to choose SWCNTs for the preparation of 2D-CNTNs and DWCNTs for the preparation of CNT-silica nanocomposites (3D-CNTNs). To produce 2D-CNTNs, SWCNTs aqueous suspensions containing sodium dodecyl sulphate were deposited over amorphous silica substrates using four different techniques : dipcoating, filtration, spray-coating and electrophoretic deposition. Most of the 2D-CNTNs formed a percolating network whose electrical conductivity well followed the power law, with an exponent around 1.29, which is in agreement with theoretical predictions. Dip-coating and electrophoretic deposition provided the smoothest CNTNs and might be an interesting option for solar cell applications. The obtained characteristics of surface conductance and transparency in the UV also demonstrated their possible applications in displays, touch screens, shielding in cathode tubes and electrostatic dissipation. CNT-silica matrix nanocomposites (3D-CNTNs) were prepared by the sol-gel route, using DWCNTs which were previously submitted to a mild functionalization, their dispersion being carried out by probe sonication. The materials were fully densified by spark-plasma sintering. The dispersion state of CNTs was evaluated by field emission scanning electron microscopy and correlated with the electrical properties. The comparison of two variations in the preparation route (ie: the DWCNT were dried or not after their functionnalization) led to a good correlation between the dispersions states (presence and size of CNTs aggregates) and the percolation thresholds. For the “Dry” route, the percolation operates at only 0.35 vol.% DWCNT, which is lower that the values reported for CNT-silica nanocomposites. For the “Wet” one, the more conductive material shows an electrical conductivity (1.56 S/cm) higher than the values reported for similar materials. In spite that the dispersion of CNTS could be still improved, the achieved electrical conductivity of these nanocomposites is still high enough for their use in antielectrostatic or heating applications.

Orientador: Edson Cocchieri Botelho / Coorientador: Luiz Claúdio Pardini / Banca: Michelle Leali Costa / Banca: Choyu Otani / Banca: Antonio Lancelotti Junior / Banca: Maria Luisa Gregori / Resumo: Os compósitos termoestruturais de carbono reforçados com fibras de carbono (CRFC) apresentam propriedades termo-mecânicas adequadas para aplicações a altas temperaturas (1000 a 2800ºC). Estes materiais tem sido utilizados em componentes aeroespaciais, tais como, gargantas de tubeiras de foguete, freios de aeronaves e escudos de reentrada. O processo de manufatura desses materiais, entretanto, é complexo, envolvendo multi-etapas que culminam em uma massa específica adequada com um mínimo de porosidade. O trabalho tem como objetivo correlacionar parâmetros e eficiência de processo como uma ferramenta de controle de qualidade. Compósitos CRFC foram obtidos a partir de preformas tridirecional (3D) e tetradirecional (4D), por meio de sucessivos ciclos iterativos de densificação, que envolveram etapas de impregnação, que correspondem ao preenchimento de poros com resina fenólica, carbonização a 1000ºC e grafitização a 2000ºC. Medidas e cálculos de percentual de vazios ao final de cada etapa de densificação foram realizadas e os resultados comparados com valores teóricos. Análises por difração de raios-X e espectroscopia Raman indicaram que a matriz carbonosa teve sua estrutura cristalina alterada no processo de densificação, quando a temperatura de tratamento térmico muda de 1000 oC para 2000 oC. As etapas de processamento do compósito CRFC foram monitoradas por meio dos ensaios de resistividade elétrica e por tomografia computadorizada de raios-X. A diminuição do volume de porosidade, como conseqüência da incorporação contínua de matriz carbonosa nos compósitos, resultou na diminuição da resistividade elétrica à medida que o número de etapas de processo em direção ao ciclo total de processo. A porosidade medida por tomografia computadorizada revelou valores... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Carbon fiber reinforced carbon matrix (CFRC) exhibits adequate thermomechanical properties for applications at high temperatures (1000-2800 °C). These materials have been used in aerospace components such as rocket nozzle throats, aircraft brakes and reentry shields. However, the manufacturing process of these materials is complex and involves multi-step proceeding which results in an adequate density with a minimum porosity. This work aims to correlate processing parameter and related processing efficiency as a quality control tool. CFRC composites were obtained from multi-directional having three directions (3D) and four directions (4D) by means of successive and iterative cycles involving densification steps by impregnating the performs, which involves the filling of pores with a phenolic resin, carbonization at 1000 °C and graphitization to 2000 °C. Measurements and calculations of percentage of voids at individul processing steps of densification were performed and the results compared with the theoretical values. Analysis by X-ray diffraction analysis and Raman spectroscopy showed that carbonaceous matrix had its crystal structure changed over the densification process, as heat treatment temperature changes from 1000 oC to 2000 oC. The steps of processing of the CFRC composite were monitored by electrical resistivity and by X-ray computed tomography. The decrease in pore volume, as a consequence of the increase in carbon matrix volume fraction in the composites, resulted in a lower electrical resistivity, as the number of processing steps went towards to completion of total processing cycles. The porosity measured by computed tomography reveled values in between 7 and 11% and a bulk density of between 1,16 and 1,20 g/cm3 for the CFRC composites, after the sixtieth step of processing... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo: Nos ultimos 20 anos, o grande interesse na construcao de dispositivos eletronicos organicos tem proporcionado um rapido avanco na obtencao de dispositivos optoeletronicos flexiveis, de baixo impacto ambiental e baixo custo, utilizando filmes de semicondutores organicos. Atualmente, diversas aplicacoes de semicondutores organicos utilizados na construcao de dispositivos podem ser citadas, tais como: diodos emissores de luz organicos, transistores de efeito de campo organicos (Organic Field Effect Transistor . OFET), celulas fotovoltaicas organicas, sensores quimicos, memorias organicas, entre outras. Neste trabalho e demonstrada a construcao de dispositivos de memoria organicos irreversiveis utilizando estrutura sanduiche baseados em compositos de esferas de carbono dispersos em uma matriz polimerica, depositados entre eletrodos metalicos. E demonstrada tambem a construcao de OFETs de baixa tensao de operacao e sua aplicacao em circuitos logicos digitais. Estes OFETs foram construidos atraves da deposicao de filmes finos polimericos a partir de solucao, buscando assim processos de baixo custo. As memorias construidas a partir de um composito de polivinil fenol e esferas de carbono nao dopadas ou dopadas com boro ou com nitrogenio apresentaram um comportamento de memoria irreversivel. Os melhores dispositivos apresentaram alta razao ION/IOFF, maiores que 107, baixas tensoes de transicao, aproximadamente 2 V, tempos de transicao menores que 1ƒÊs e tempos de consolidacao de 10 ƒÊs . Os OFETs apresentaram tensoes de operacao na faixa de 5 V. O que e um requisito para a integracao destes OFETs em aplicacoes atuais. Os melhores OFETs utilizando poli(3- hexiltiofeno) apresentaram valores de mobilidade de 0,08 } 0,01 cm2/Vs, tensao critica de - 1.1 V e razoes on/off de aproximadamente 103. Foi demonstrada a plicacao destes transistores organicos na construcao de circuitos inversores, que apresentaram caracteristicas de ganho, margem de ruido e amplitude de saida similar a outros circuitos inversores ja publicados, indicando assim que o desempenho dos OFETs obtidos e compativel ao desempenho dos melhores OFETs similares, reportados na literatura. Foi demonstrada a aplicacao na construcao de transitores de porta flutuantes, onde a utilizacao de nanoparticulas de ouro como porta flutuante levou o aparecimento de uma histerese possivelmente causada pelo armadilhamento de cargas no interior destes nanoparticulas. Demonstrando assim a possibilidade da utilizacao destes transitores na construcao de memorias organicas do tipo flash.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-28Bitstream added on 2014-06-13T19:58:49Z : No. of bitstreams: 1 silva_nc_me_ilha.pdf: 1099312 bytes, checksum: 9c9ba0080ad7da78d422c26ceed640a6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho trata da remoção de fármacos da água por meio do processo de adsorção, utili- zando como adsorvente o carvão ativado obtido da casca de coco da baía. Os fármacos utili- zados foram os antibióticos Amoxicilina, Ampicilina, Cefalexina e Ciprofloxacina. O adsor- vente de carvão ativado foi caracterizado por análise textural, determinação dos grupos funci- onais da superfície pelo método de titulação de Boehm e por FTIR e determinação do pH de ponto de carga zero (pHPCZ). Foi observado que o carvão apresenta uma área superficial de 745,38 m2/g , é constituído principalmente por microporos, é levemente alcalino (pHPCZ: 7,58) e possui tanto grupos funcionais ácidos como básicos em sua superfície. Os resultados mos- traram que a eficiência de remoção não sofre influência significativa do pH na faixa de 2 a 10. Os experimentos de adsorção foram realizados pelo processo de batelada, onde soluções aquosas de cada antibiótico foram colocadas em contato com diferentes dosagens de carvão ativado (0,05 a 2 g) a temperatura ambiente. As concentrações dos fármacos foram determi- nadas por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), usando como fases móveis água e metanol em sistema de bombeamento gradiente. Os resultados de exatidão (repetibilidade), dos limites de detecção e de quantificação da técnica analítica demonstraram a aplicabilidade do método. A eficiência de remoção foi superior a 90% para todos os antibióticos. O equilí- brio de adsorção dos antibióticos foi alcançado após 4h e foi expresso por meio de isotermas de adsorção de acordo com os modelos de Langmuir, Freundlich, Temkin e D-R. A isoterma de Langmuir foi a que melhor representou os dados experimentais da adsorção dos antibióti- cos em carvão ativado. A cinética de adsorção dos fármacos foi discutida... / This report is about medicine removal from water by using adsorption process, employing activated carbon as absorvent obtained from baía coconut nutshell. The medicines used were the antibiotics Amoxillin, Ampicillin, Cephalexin and Ciprofloxacin. The activated carbon adsorbent was characterized by textural analysis, surface functional group determination by Boehm and FTIR titration method and the pH of point of zero charge (pHpzc) determination. It was observed that carbon presents a 745,38 m2/g superficial area, its essentially composed by micropores, its slightly alkaline (pHpzc: 7,58) and owns either acidy or basic functional groups on its surface. The results showed that removal performance does not suffered signifi- cant influence from pH on a group from 2 to 10. The adsorption experiments were accom- plished by batch process, where watery solutions from each antibiotic were in touch with dif- ferent activated carbon doses (0,05 to 2 g) and environmental temperature. The medicine con- centrations were determined by high performance liquid chromatgraphy (HPLC), employing water as moving phases and gradient methanol pump system. The accuracy results (repeata- bily), detection limits and quantification of analytic technique presented the aplicability of the method. The removal performance was higher thn 90% to all antibiotic. The adsorption bal- ance of antibiotics was reached after 4 hours and it was expressed by adsorption isotherms according to Langmuir, Freundlich, Temkin and D-R models. Langmuir isotherm best repre- sented experimental data of antibiotic adsorption on activated carbon. The adsorption kinec- tics of medicines was discussed employing pseudo first and second order kinetic models, by Elovich and intraparticle difussion. The kinectic model of pseudo second order can better de- scribe medicine... (Complete abstract click electronic access below)