Este trabalho mostra a síntese de novos materiais poliméricos utilizando como unidade mesogênica anéis bifenilas, com um grupo espaçador de onze unidades metilênicas, com uma cadeia polimérica acrilato e que apresentam como grupo terminal uma porção quiral sintetizada a partir de L-isoleucina. Os monômeros apresentaram comportamento enantiotrópico mesofases esmética C e A quiral. Do mesmo modo, os polímeros apresentaram mesofase esmética A estável no aquecimento e no resfriamento. Foi realizado também a síntese de poliacrilatos tendo presente como grupo de ligação na unidade mesogênica o anel isoxazolina. Para a construção do heterocíclico de cinco membros utilizou-se como metodologia de síntese a reação de cicloadição 1,3-Dipolar. Foram sintetizados materiais poliméricos e não poliméricos. Os monômeros isoxazolínicos não apresentaram mesofase, entretanto, os homopolímeros apresentaram mesofase nemática. As Isoxazolinas não-poliméricas não apresentaram mesofase. A síntese de isoxazoliltolanos foi realizada combinando a metodologia de cicloadição 1,3-dipolar e a reação de Sonogashira. Foram sintetizados compostos que apresentaram mesofase nemática monotrópica.

Orientador: Vânia Regina Nicoletti Telis / Banca: José Roberto Delalibera Finzer / Banca: Maria Aparecida Mauro / Resumo: O comportamento reológico de suspensões de cristais de sacarose em soluções aquosas saturadas de sacarose foi avaliado usando um reômetro acoplado a um agitador, mais conhecido como reômetro de turbina. Foram analisadas suspensões formadas por soluções aquosas saturadas de sacarose a diferentes temperaturas (e, portanto, com diferentes concentrações de sacarose), às quais foram adicionadas diferentes frações de cristais de sacarose de tamanho conhecido. As frações de cristais de sacarose usadas na composição das suspensões foram separadas, através de peneiramento, a partir de três diferentes tipos de açúcares comerciais: açúcar granulado, refinado e de confeiteiro. As soluções aquosas saturadas de sacarose, consideradas como meio dispersante das suspensões, foram caracterizadas reologicamente utilizando-se um reômetro rotacional de cilindros concêntricos. Todas as soluções analisadas apresentaram comportamento Newtoniano nas faixas de concentração e temperatura avaliadas. Já as suspensões de cristais de sacarose em soluções aquosas saturadas de sacarose foram avaliadas reologicamente com o auxílio do reômetro de turbina, o qual foi montado na base do reômetro rotacional de cilindros concêntricos e cujo agitador foi acoplado ao eixo originalmente destinado ao cilindro interno. O agitador usado no equipamento foi do tipo âncora e teve suas constantes determinadas através de metodologia específica. As suspensões analisadas também apresentaram comportamento reológico do tipo Newtoniano. Os resultados obtidos foram utilizados para a obtenção de modelos relacionando a viscosidade das suspensões à fração das partículas cristalinas presentes no sistema, bem como às características reológicas do meio líquido. / Abstract: Rheological properties of suspensions of sucrose crystals in saturated sucrose aqueous solutions were investigated using a rheometer coupled to an agitator, also known as mixer-type rheometer. Suspensions formed by saturated solutions were analyzed at different temperatures (and, therefore, at different sucrose concentrations), and with different added fractions of sucrose crystals of known size. Three different types of commercial sugars (granulated, refined, and confectioner) were sieved in order to obtain fractions of sucrose crystals of different sizes. Saturated sucrose aqueous solutions, considered as a suspension dispersant mean, were rheologically characterized using a concentric cylinders rheometer. In the studied ranges of concentration and temperature, all analyzed solutions showed Newtonian behavior. The crystals suspensions in saturated sucrose aqueous solutions were rheologically evaluated by using the mixer-type rheometer, which was coupled to the concentric cylinders rheometer. The impeller was an anchor type agitator and had their constants determined by means of a specific methodology. The analyzed suspensions also showed Newtonian behavior. The experimental results were used to obtain mathematical models relating the suspensions viscosity to the dispersant liquid phase viscosity and to the volumetric fraction of crystals. / Mestre

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-03-14T22:09:08Z No. of bitstreams: 1 EversonFrazaoDaSilva_DISSERT.pdf: 2057443 bytes, checksum: df06b15353c2425944df3091dd1ca916 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-03-16T00:25:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 EversonFrazaoDaSilva_DISSERT.pdf: 2057443 bytes, checksum: df06b15353c2425944df3091dd1ca916 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-16T00:25:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EversonFrazaoDaSilva_DISSERT.pdf: 2057443 bytes, checksum: df06b15353c2425944df3091dd1ca916 (MD5) Previous issue date: 2016-10-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico (CNPq) / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / A riqueza das propriedades ?pticas e eletr?nicas do grafeno tem atra?do um enorme interesse. O grafeno tem alta mobilidade e transpar?ncia ?ptica, al?m da flexibilidade, robustez e estabilidade. At? recentemente, o foco principal tem sido a f?sica fundamental e a f?sica dos dispositivos eletr?nicos. No entanto, acreditamos que o verdadeiro potencial dos grafenos encontra-se na fot?nica e na optoeletr?nica, onde a combina??o das suas propriedades ?pticas e electr?nicas s?o ?nicas e podem ser plenamente exploradas, mesmo na aus?ncia de um ?band gap? eletr?nico. Nesta tese estudamos os espectros de transmissividade ?ptica em multicamadas diel?tricas peri?dicas (cristais fot?nicos) e em multicamadas que obedecem a sequ?ncias quasiperiodicas (quasi-cristais fot?nicos) compostos por grafenos e comparamos nossos resultados com as mesmas estruturas sem grafenos. Deste modo, no primeiro momento calculamos o espectro de transmit?ncia em cristais fot?nicos, formados por alternadas camadas de diel?tricos com permissividades eA e eB, apenas para efeitos comparativos. No segundo momento introduzimos entre os materiais diel?tricos monocamadas de grafeno. Em seguida, estudamos os quasicristais fot?nicos de Fibonacci, com e sem grafenos entres as camadas diel?tricas, que podem ser gerados por uma rela??o de recorr?ncia do tipo: Sj+1 = SjSj-1, onde S0= B e S1=A. Em ambos os casos utilizamos a t?cnica da matriz transfer?ncia para obter os espectros de transmit?ncia. Estudamos ainda uma generaliza??o da estrutura de Fibonacci chamada de quasicristais de Octonacci, onde o en?simo estagio da dessas estrutura de multicamadas (Sn) ? dado pela regra de recorr?ncia Sn = Sn-1 Sn-2Sn-1, com n>2 com S1= A e S2= B. Finalmente, por completeza, estudamos mais uma generaliza??o da sequencia de Fibonacci chamada de Dodecanacci, que pode ser gerada apartir da regra de infla??o: A->AABAA e B->AB. Nossos resultados mostram que todo os espectros ?pticos s?o afetados e seus ?band gaps? ligeiramente transladados para altas freq??ncias. Tamb?m mostramos que as propriedades de fractalidade e auto-similaridade dos espectros s?o mantidas, para altas freq??ncias. Nossos resultados revelam um bom insight para aplica??o em novos dispositivos a base de multicamadas quasiperi?dicas, em vez dos famosos refletores de Bragg.

Apresentamos os resultados de preparação e caracterização de cristais orgânicos (L-arginina fosfatada monohidratada - LAP - e L-lisina monohidroclorada dihidratada - L-Lys.HCl) que possuem propriedades ópticas lineares e não lineares desejáveis para aplicações tecnológicas, incluindo telecomunicações, computação óptica, armazenamento óptico de dados, processamento óptico da imagem, conversão de freqüência, entre outras. Desenvolvemos uma metodologia, simples e barata, para a eliminação de fungos e micróbios que surgem nas soluções destes compostos devido às características dos aminoácidos L-arginina e L-lisina. A adição do fungicida azida de sódio possibilitou-nos manter soluções destes compostos livres de quaisquer microorganismos na câmara de crescimento por um período de seis meses. Usando-se as técnicas de evaporação controlada do solvente a abaixamento da temperatura grandes cristais de LAP e L-Lys.HCl foram obtidos com qualidade óptica adequada para a confecção de dispositivos optoeletrônicos. Cristais de até 6 cm&sup3 de L-Lys.HCl foram pela primeira vez preparados e caracterizados opticamente. A caracterização estrutural permitiu-nos solucionar a divergência existente na indexação do difratograma de pó dos cristais de LAP e indexar os picos de difração de raios-X da L-lisina monohidroclorada dihidratada. / Growth and characterization of organic crystal (L-arginine phosphate monohydrate - LAP - and L-lysine monohydrochloride dihydrate L-Lys. HCl) with desirable linear and nonlinear optical properties for technological application including telecommunications, optical computing, optical data storage, optical image processing, harmonic frequency generation, and others are presented. We developed a simple and cheap method to eliminate fungi and microbes that arises in solution due to characteristics of L-arginine and L-lysine aminoacids. The addition of sodium azide fungicide maintained the solutions of these compounds free of microorganisms in the growth chamber for six months. Using a accurately controlled solvent evaporation technique and slow cooling technique large crystals of LAP and L-Lys.HCI were obtained with optical quality appropriate to the development of optoelectronic devices. L-Lys.HCl crystals up to 6 cm&sup3 were growth and optically characterized for the first time. The divergence in the powder diffraction indexation of LAP crystals was eliminated by structural characterization and the X-ray diffraction peaks of the L-lysine monohydrochloride diliydrate crystals were indexed.

Este trabalho mostra a síntese de novos materiais poliméricos utilizando como unidade mesogênica anéis bifenilas, com um grupo espaçador de onze unidades metilênicas, com uma cadeia polimérica acrilato e que apresentam como grupo terminal uma porção quiral sintetizada a partir de L-isoleucina. Os monômeros apresentaram comportamento enantiotrópico mesofases esmética C e A quiral. Do mesmo modo, os polímeros apresentaram mesofase esmética A estável no aquecimento e no resfriamento. Foi realizado também a síntese de poliacrilatos tendo presente como grupo de ligação na unidade mesogênica o anel isoxazolina. Para a construção do heterocíclico de cinco membros utilizou-se como metodologia de síntese a reação de cicloadição 1,3-Dipolar. Foram sintetizados materiais poliméricos e não poliméricos. Os monômeros isoxazolínicos não apresentaram mesofase, entretanto, os homopolímeros apresentaram mesofase nemática. As Isoxazolinas não-poliméricas não apresentaram mesofase. A síntese de isoxazoliltolanos foi realizada combinando a metodologia de cicloadição 1,3-dipolar e a reação de Sonogashira. Foram sintetizados compostos que apresentaram mesofase nemática monotrópica.

Orientador: Hugo Luis Fragnito / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin. / Made available in DSpace on 2018-08-12T16:20:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wiederhecker_GustavoSilva_D.pdf: 26845631 bytes, checksum: f23a4b48df09da35f76ca70361b0231d (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho são investigadas técnicas para controlar o confinamento de fótons e fônons em fibras ópticas de cristal fotônico (PCF). Utilizando métodos numéricos robustos para resolver as equações de Maxwell, um novo tipo de PCF com núcleo tubular é proposto. Simulações e experimentos demonstram que esta estrutura confina a luz em um buraco de ar com diâmetro de apenas 110 nm. A figura de mérito para efeitos não-lineares nesta pequena região é 10 bilhões de vezes maior do que no caso de um feixe gaussiano altamente focalizado e 100 vezes maior que o atual estado-da-arte em fibras de band-gap fotônico. Também é analisada teoricamente uma fibra PCF do tipo kagomé. Modelos que explicam suas complexas características de guiamento são investigados de forma analítica e numérica. No que diz respeito à fônons em PCFs, é investigado o espalhamento Brillouin copropagante e contra-propagante. Em particular, são demonstradas maneiras de reduzir a interação acusto-óptica nos casos de co- e retro-espalhamento. Também é demonstrada a presença de band-gaps fonônicos nestas estruturas. Finalmente, é investigado o controle óptico coerente de modos acústicos nestas fibras, mostra-se que é possível amplificar ou frear modos acústicos com freqüência de oscilação na faixa de GHz. / Abstract: Techniques that may allow control and tight confinement of photons and phonons in photonic crystal fibers (PCFs) are investigated in this thesis. By means of robust numerical methods to solve Maxwell equations, a new kind of PCF with a tubular core is proposed. Simulations and experimental results show that such structure is able to confine light tighly inside the 100 nm bore, the nonlinear figure of merir for such tiny bore is found to be 10 billion fold larger the focused Gaussian beam counterpart, it is also 100 times larger than the state-of-the-art hollow core photonic band-gap fibers. The guidance mechanism of kagomé structure hollow-core PCF is also investigated, simple models are proposed to explain most of the experimentally observed features and compared to full numerical simulations. In what concerns phonons, both forward and backward Brillouin scattering is investi-gated in PCFs. It is demonstrated how one may suppress both using such fibers. It is also shown the existence of complete band-gaps for in-plane propagation in the PCF cladding. Another set of experiments show that one can perform coherent optical control of the acoustic modes of such fibers, 100-fold amplification or almost complete suppression of GHz oscillations is achieved. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Estudamos as estruturas e as propriedades dinÃmicas de um cristal clÃssico bidimensional (2D) em bicamadas de partÃculas dipolares magnÃticas carregadas em um arranjo no qual os dipolos sÃo perpendiculares Ãs camadas e com mesma densidade de partÃculas em cada camada. A energia do sistema à devido à interaÃÃo carga - carga (interaÃÃo coulom- biana) e a interaÃÃo dipolo - dipolo. Devido ao fato dessas interaÃÃes serem de longo alcance, usamos o mÃtodo da soma de Ewald para obter uma expressÃo para a energia envolvendo somas que convergem rapidamente. Comparando as energias de possÃveis geometrias do cristal, determinamos o diagrama de fase do sistema em funÃÃo do parÃmetro η (que està relacionado com a distÃncia entre as camadas de dipolos magnÃticos carregados e a densidade de partÃculas) e da intensidade relativa das interaÃÃes elÃtrica e magnÃtica. Mudando a intensidade relativa da interacÃo dipolo - dipolo com respeito à interaÃÃo elÃtrica, podemos encontrar seis diferentes estruturas cristalinas estÃveis em funÃÃo de η. Uma caracterÃstica interessante desse sistema à a possibilidade de permanecer em arranjos nos quais as camadas sÃo ou nÃo deslocadas uma em relaÃÃo a outra, apenas variando a interaÃÃo magnÃtica entre os dipolos, por exemplo, atravÃs de um campo magnÃtico externo. As transiÃÃes entre as estruturas cristalinas podem ser contÃnuas e descontÃnuas. No intuito de investigar a estabilidade das configuraÃÃes de mÃnima energia, calculamos o espectro dos fÃnons do sistema usando a aproximaÃÃo harmÃnica. Para isto, recorremos novamente a tÃcnica de Ewald para obter somas que convergem rapidamente. A anÃlise da relaÃÃo de dispersÃo (fÃnons) revela caracterÃsticas do sistema que sÃo de grande utilidade no estudo da transiÃÃo sÃlido-lÃquido (fusÃo). / We study the structural and dynamical properties of a two-dimensional (2D) classical bi-layer crystal of charged magnetic dipolar particles in a setup where the dipoles are oriented perpendicular to the layers and equal density of charged dipolar particles in each layer. The energy of the system is due to the charge - charge interaction (Coulomb interaction) and the dipole - dipole interaction. Due to the long-range nature of the interactions, we use the Ewald summation method to obtain an expression for the energy involving rapidly convergent sums. By comparing the energies of a number of possible crystal geometries, we determine the phase diagram of the system as a function of the parameter η (which is related to the separation between the layers of charged magnetic dipoles and the particle density) and the relative intensity of the magnetic and electrical interactions. By changing the relative intensity of the dipole - dipole interaction with respect to electrical one, we are able to find six diferent stable crystalline structures as a function of η. An interesting feature of the present model system is the possibility to tune between the matched and staggered arrangements by varying the magnetic interaction between the dipoles, e.g. through an external magnetic field. The phase boundaries of the crystalline structures consist of both continuous and discontinuous transitions. In order to investigate the stability of the minimum energy arrangements we also calculate the phonon spectra of the system within the harmonic approximation. In this case, we resort again on the Ewald technique to obtain the rapidly convergent sums. The analysis of the phonon spectra reveals interesting features which are useful in the study of melting.

Orientador: Antonio Manoel Mansanares / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-01T13:44:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_JoseRobertoDias_D.pdf: 5033135 bytes, checksum: b8a944676764c5cf4c28e180e95013b8 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho apresenta um estudo sobre propriedades óticas e térmicas de cristais líquidos liotrópicos, em função da temperatura, através da técnica de lente térmica. Propriedades como a difusividade térmica, o coeficiente de temperatura do índice de refração, além do calor especifico, índice de refração e densidade foram estudadas. Analisamos as fases isotrópico reentrante- nemático-cilíndrico-isotrópico (Ire « Nc « I) na amostra KL/DeOH/H2O; as fases nemático cilíndrico-isotrópico (Nc « I) na amostra DPA/DeOH/H2O e nemático-isotrópico N « I para a amostra MBBA. Observamos uma inversão de sinal nos coeficiente dn'/dT, de negativo para positivo, na transição Nc « I e no coeficiente dn^/dT na transição Ire « Nc .No cristal líquido isotrópico o coeficiente dn'/dT é negativo na fase nemática, positivo próximo da transição Nc « I e negativo na transição Ire « Nc. Por sua vez, o coeficiente dn^/dT é positivo próximo da transição Ire « Nc e negativo na fase nemática e na transição Nc « I. Verifica-se que este comportamento não é comum nos cristais líquidos termotrópicos (onde dn^/dT > 0 e dn'/dT > 0) em toda a fase nemática (inclusive na transição N « I) .Determinamos uma relação entre o coeficiente dn/dT e o coeficiente de temperatura da polarizabilidade eletrônica (f). Calculamos os coeficientes f' e f^ em função da temperatura a partir de medidas de densidade e índice de refração em cristais líquidos. Encontramos os coeficientes f' e f^ com ordem de grandeza de 10-4 °C-1 para as amostras liotrópicas e 10-2 °C-1 para a amostra termotrópica (MBBA) .Em relação às propriedades térmicas, encontramos que a difusividade térmica paralela é maior que a difusividade térmica perpendicular na fase nemática. Outro resultado complementar foi a observação de um efeito pré-transição, que ocorre na transição Nc - I, denominado de efeito memória / Abstract: Not informed. / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Neste trabalho, estudamos a dinâmica de formação e dispersão de agregados de látex quando inseridos num cristal líquido liotrópico. Esse cristal líquido é um sistema ternário composto de laurato de potássio, cloreto de decilamônia e água; e apresenta fases nemáticas uniaxiais calamítica e discótica (NC e ND, respectivamente) e biaxial (NB). As partículas de látex possuem diâmetro de 100nm e partículas com diferentes tipos de recobrimentos foram testadas. Observamos que nas fases NC e NB há formação de aglomerados de partículas, porém na transição para a fase ND as partículas se dispersam no meio. Verificamos que esse processo de aglomeração e dissociação das partículas está relacionado com a transição de fase NB - ND e foi observado em dois sistemas hospedeiros por resfriamento e por aquecimento. No intervalo de temperatura que corresponde à fase nemática biaxial para o cristal líquido puro, observa-se que há um aumento na dimensão dos aglomerados, que se tornam anemométrico e orientados na direção de orientação do meio. Dois diagramas de fases foram construídos, variando-se a concentração de partículas dispersas no meio, e a composição relativa de surfactantes do sistema hospedeiro. Experimentos de espalhamento de raios X indicam que a distância média entre as micelas que formam o meio hospedeiro não é alterado pela inserção de partículas no cristal líquido e permanece a mesma em todas as fases nemáticas. Foram também realizados estudos de reologia que mostram que a viscosidade do sistema é alterada pela presença das partículas de látex. Os fenômenos observados são interpretados levando-se em conta as flutuações de orientação das micelas nas diferentes fases nemáticas. / In this work, we studied the dynamics of agglomeration and dissociation of latex particles when inserted into a lyotropic liquid crystal. This liquid crystal is a ternary system formed by potassium laurate, decilamonium chloride and water, presenting uniaxial calamitic and discotic nematic phases (NC e ND, respectively) and a biaxial nematic phase NB. The latex particles have diameter of 100 nm and particles with different surface treatments were tested. It was observed that in the NC e NB phases the latex particles form agglomerates, however in the transition to the ND phase, the particles disperse in the medium. In the temperature domain of the biaxial nematic phase the agglomerates increase in size, become anisometric and oriented along parallel to the orientation of the medium. Two phase diagrams were built by varying the particle concentration dispersed in the liquid crystal and by varying the relative composition of surfactants of the liquid crystal. X rays diffusion experiments have shown that the average distance between the micelles in the host medium are not affected by the presence of the latex particles and remain the same in all nematic phases. Rheology studies were also performed and it was found that the viscosity of the system is affected by the presence of the particles. The observed phenomenon are interpreted taking into account the orientational fluctuations of miceles in the different nematic phases.

Neste trabalho, estudamos a dinâmica de formação e dispersão de agregados de látex quando inseridos num cristal líquido liotrópico. Esse cristal líquido é um sistema ternário composto de laurato de potássio, cloreto de decilamônia e água; e apresenta fases nemáticas uniaxiais calamítica e discótica (NC e ND, respectivamente) e biaxial (NB). As partículas de látex possuem diâmetro de 100nm e partículas com diferentes tipos de recobrimentos foram testadas. Observamos que nas fases NC e NB há formação de aglomerados de partículas, porém na transição para a fase ND as partículas se dispersam no meio. Verificamos que esse processo de aglomeração e dissociação das partículas está relacionado com a transição de fase NB - ND e foi observado em dois sistemas hospedeiros por resfriamento e por aquecimento. No intervalo de temperatura que corresponde à fase nemática biaxial para o cristal líquido puro, observa-se que há um aumento na dimensão dos aglomerados, que se tornam anemométrico e orientados na direção de orientação do meio. Dois diagramas de fases foram construídos, variando-se a concentração de partículas dispersas no meio, e a composição relativa de surfactantes do sistema hospedeiro. Experimentos de espalhamento de raios X indicam que a distância média entre as micelas que formam o meio hospedeiro não é alterado pela inserção de partículas no cristal líquido e permanece a mesma em todas as fases nemáticas. Foram também realizados estudos de reologia que mostram que a viscosidade do sistema é alterada pela presença das partículas de látex. Os fenômenos observados são interpretados levando-se em conta as flutuações de orientação das micelas nas diferentes fases nemáticas. / In this work, we studied the dynamics of agglomeration and dissociation of latex particles when inserted into a lyotropic liquid crystal. This liquid crystal is a ternary system formed by potassium laurate, decilamonium chloride and water, presenting uniaxial calamitic and discotic nematic phases (NC e ND, respectively) and a biaxial nematic phase NB. The latex particles have diameter of 100 nm and particles with different surface treatments were tested. It was observed that in the NC e NB phases the latex particles form agglomerates, however in the transition to the ND phase, the particles disperse in the medium. In the temperature domain of the biaxial nematic phase the agglomerates increase in size, become anisometric and oriented along parallel to the orientation of the medium. Two phase diagrams were built by varying the particle concentration dispersed in the liquid crystal and by varying the relative composition of surfactants of the liquid crystal. X rays diffusion experiments have shown that the average distance between the micelles in the host medium are not affected by the presence of the latex particles and remain the same in all nematic phases. Rheology studies were also performed and it was found that the viscosity of the system is affected by the presence of the particles. The observed phenomenon are interpreted taking into account the orientational fluctuations of miceles in the different nematic phases.