O estudo hidrogeoquímico dos aquíferos Tubarão (sedimentar, granular) e Cristalino (granítico, fissural) na Região de Salto (SP), tem como proposta avaliar os processos da interação água-solo-rocha que influem na composição química das águas e discutir a origem de anomalias de fluoreto e salinidade. Para averiguar a relação dessas anomalias com fontes naturais ou antropogênicas, foram estudados processos geoquímicos envolvidos nos níveis rasos e profundos de duas microbacias hidrográficas, onde se têm instaladas várias industriais. As águas dos aquíferos apresentam concentrações iônicas, pH e condutividade elétrica mais elevados em relação às águas subterrâneas rasas, sendo predominantemente bicarbonatadas cálcicas e sódicas no Aquífero Cristalino e bicarbonatadas e sulfatadas sódicas no Tubarão. A salinidade, pH e concentração de sódio destas águas tende a aumentar com a profundidade e no sentido do fluxo subterâneo das áreas de recarga para as de descarga nos principais rios da região. As anomalias geoquímicas ocorrem somente nas águas profundas. A origem do fluoreto é atribuída a alteração de biotita nos granitos e de micas e argilominerais nas rochas sedimentares. O F- está associado a águas bicarbonatadas e sulfatadas sódicas e a valores alcalinos de pH. Os focos de maior salinidade ocorrem em localidades próximas ao Rio Tietê e ao Rio Jundiaí. Ela pode estar associada a lineamentos estruturais de direção NE e NW, mas não se descarta a hipótese de águas residuais aprisionadas durante a deposição marinha dos sedimentos ou à circulação restrita da água subterrânea no Aquífero Tubarão. O sistema profundo encontra-se relativamente isolado em relação aos níveis subsuperficias rasos/superficiais, constatado pelos distintos fluxos subterrâneos e características físico-químicas e químicas. Os solos, sedimentos e águas superficiais e de poços cacimba apresentam evidências de degradação ocasionada por lançamento de esgotos e de um antigo lixão. / The hydrogeochemical study of Tubarão (sedimantary, granular) and Cristallyne (Granitic, fissural) aquifers in Salto Region, evaluates water-soil-rock interaction processes that have influence on water chemical composition and discuss the origin of fluoride and salinity anomalies in ground waters. To investigate the correlation between these anomalies with natural or antropogenic sources, geochemical process studies considering shallow and deep portions were conducted in two small watersheds, where several industries are installed. Deep ground waters present higher ionic concentrations, pH and electrical conductivity when compared to shallow ground waters; they are mainly bicarbonated calcic and sodic in the Crystalline Aquifer and bicarbonated or sulfated sodic in Tubarao Aquifer. The salinity, pH and sodium concentration of these water rise with deepness and from recharge to discharge areas in the main regional rivers. Geochemical anomalies only occur in deep waters. The origin of fluoride is attributed to biotite alteration in granites and to micas and clayminerals in sedimentary rocks. The fluoride is associated to bicarbonated and sulfated sodic waters and alcaline pH values. Focal points of high salinity occur in places near Tietê River and Jundiaí River. It can be associated to structural lineaments with NE and NW directions, but the hypothesis of residual waters that remained in the pore spaces of rocks during marine deposition of sediments cannot be rejected, as well as restrict portions of ground water circulation in the Tubarão Aquifer. The deep system is relatively isolated to the superficial and shallow subterraneous levels, verified by their distinct water flow and physicochemical and chemical properties. Soils, sediments and superficial waters and shallow groun dwater present evidences of degradation, caused by sewerage and an old waste dump.

Afin de faire face à la demande croissante de mémoires de plus en plus performantes dans les systèmes informatiques, de nouvelles technologies se sont développées. Parmi elles, les mémoires résistives à changement de phase (ou PCM pour Phase-Change Memory) ont des propriétés et une maturité suffisante pour développer les nouvelles mémoires SCM (pour Storage Class Memory) comme en témoigne la récente commercialisation des produits Optane par la firme INTEL®. Néanmoins, la consommation énergétique des PCM lors de leur programmation reste élevée, ce qui limite leurs performances. L’intégration de super-réseaux (GeTe)2/(Sb2Te3)m dans des mémoires dites iPCM (pour interfacial Phase-Change Memory) est une des voies les plus prometteuse pour permettre une diminution significative des courants de programmation. Cependant, le mécanisme de transition des iPCM et la structure du matériau dans ses deux états de résistances sont encore méconnus. Dans ce contexte, l’objectif de cette thèse est d’élaborer des super-réseaux (GeTe)2/(Sb2Te3)m (m=1,2,4 et 8) cristallins, de déterminer leur structure puis de les intégrer dans des dispositifs mémoires. La pulvérisation cathodique alternée des matériaux GeTe et Sb2Te3 dans un équipement industriel de dépôt est utilisée pour effectuer l’épitaxie van der Waals de ces super-réseaux. Une optimisation du procédé par l’ajout d’une cible de Te en co-pulvérisation avec la cible de Sb2Te3 montre l’obtention de super-réseaux stœchiométriques présentant la périodicité souhaitée, ainsi qu’une orientation des plans cristallins (0 0 l) parallèle à la surface du substrat. Une description de l’ordre atomique local des super-réseaux ainsi optimisés est ensuite menée par l’étude d’images HAADF-STEM couplée à des simulations. Celle-ci révèle un phénomène d’inter-diffusion entre les couches de GeTe et de Sb2Te3 déposées aboutissant à la formation locale de GexSbyTez rhomboédriques, des mesures quantitatives de l’occupation des plans atomiques en Ge/Sb confirment aussi le phénomène. De plus, un modèle de structure à longue distance de ces super-réseaux considérant un empilement aléatoire de blocs cristallins permet la simulation des courbes de diffraction obtenues expérimentalement. Enfin, les premières intégrations des super-réseaux (GeTe)2/(Sb2Te3)m dans des dispositifs mémoires mettent en évidence une réduction importante des courants de programmation jusqu’à 4 fois inférieurs à une PCM et avec une endurance dépassant les 10 millions cycles. / In order to satisfy the demand for more and more efficient memory in computer systems, new technologies have been developed. Among the latter resistive phase-change memories (PCM) exhibit capacities and sufficient maturity to achieve the so-called new SCM (for Storage Class Memory) devices as evidenced by the recent commercialization of Optane products by INTEL®. Nevertheless, PCM still require strong electrical consumption limiting their performance. Integration of (GeTe)2/(Sb2Te3)m superlattices in so-called iPCM (for interfacial Phase Change Memory) was shown to permit a significant decrease in programming currents. However, the switching mechanism of this memory and the structure of the material in its two resistance states are still under debate. The aim of this thesis is therefore to deposit crystalline (GeTe)2/(Sb2Te3)m (m=1,2,4 et 8) superlattices, to determine their structure and to integrate them into memory devices. GeTe and Sb2Te3 materials are alternately deposited by means of sputtering in an industrial deposition tool to perform van der Waals epitaxy of these superlattices. Stoichiometric superlattices with the desired periodicity and with an orientation of the (0 0 l) crystalline planes parallel to the surface of the substrate are obtained by innovative co-sputtering of Sb2Te3 and Te targets during Sb2Te3 deposition. A description of the local atomic order of superlattices is then carried out by studying HAADF-STEM images coupled to simulations. Intermixing between GeTe and Sb2Te3 deposited layers is thus revealed, leading to the local formation of rhombohedral GexSbyTez. Quantitative measurements of the Ge/Sb atomic plans occupation in further confirm the phenomenon. A long-range order structural model of superlattices by means of random stacking of crystalline blocks allows the simulation of experimental diffraction curves. Finally, the first integrations of (GeTe)2/(Sb2Te3)m (with m=1,2,4 et 8) superlattices in devices demonstrate a programming current up to 4 times lower than a PCM reference with an endurance exceeding 10 millions cycles.

O presente trabalho apresenta um amplo estudo das propriedades espectroscópicas de fibras cristalinas de CMO:NdNbO4 e CVO:Nd3+, visando aplicações como novos meios ativos excitados por laser de diodo. As fibras em estudo, foram crescidas pela técnica de LHPG (Laser Heated Pedestal Growth) a qual permitem uma rápida obtenção de fibras, em dimensões já apropriadas para a confecção de mini lasers, sem a utilização de cadinhos, com excelente qualidade cristalina e baixa perda de material. Para uma completa caracterização, foram realizados os cálculos de Judd Ofelt, baseando-se nos espectros de absorção óptica, como ferramenta para a calibração e interpretação dos experimentos de luminescência, emissão estimulada (SE), absorção do estado excitado (ESA) obtido por duas técnicas: (a) pela técnica de bombeio e feixe de prova contínuos em um esquema de dupla modulação e (b) pela técnica de excitação do estado excitado (ESE). Estes resultados mostraram que ambos os materiais possuem baixos valores de seção de choque ESA na principal região de emissão laser de materiais dopados com Nd3+ 4F3/2 → 4I11/2 (~1070nm). A presença de bandas largas observadas nos espectros de luminescência e absorção óptica e um número de transições maior do que esperado observado nos espectros de absorção óptica a baixa temperatura, indicaram a provável existência de multisítios em ambos cristais de CVO:Nd3+ e CMO:NdNbO4. Para quantificar e caracterizar os multisítios de Nd3+ nas amostras, foram realizados experimentos de excitação óptica, seleção de sítios por excitação laser e luminescência seletiva, demonstrando que a amostra de CVO:Nd3+ possui um grande numero de sítios e a amostra de CMO:NdNbO4 possui sete sítios diferentes, justificando o comportamento de bandas largas observado nos espetros de absorção óptica e luminescência. Os valores das seções de choque de absorção óptica (σGSA=4,1x\'10-20cm2 para o CVO e σGSA=5,5x10-20cm2 para o CMO:NdNbO4) e de emissão estimulada, para ambos os materiais (σe=5,5x10-20cm2 para o CMO:NdNbO4 e 13,3x10-20cm2 para o CVO:Nd3+), estão na faixa de importantes meios ativos laser que exibem propriedades multisítios e uma largura de linha de absorção óptica em 810nm (ΔλGSA=11nm para o CVO e ΔλGSA=11,5nm para o CMO) maior que muitos importantes meios ativos como YAG:Nd3+ ou GGG:Nd3+ colocando-os em vantagem em relação a estes e muitos outros materiais, para excitação com laser de diodo, justificando a importância do trabalho apresentado e o estudo desses materiais. / The present work release an extensive study of spectroscopic properties on CMO:NdNbO4 and CVO:Nd3+ single crystal fibers, in searching for new laser materials activated with diode laser. The fibers were grown by LHPG (laser Heated Pedestal Growth) technique that permits a fast production of fibers with appropriate dimension for mini laser construction, without the use of crucible, with excellent crystalline quality and low waste of material. For a full optical characterization, it was performed the Judd Ofelt analysis based on the measured absorption spectra as a tool for calibration and interpretation of the experiments of luminescence, stimulated emission (SE), excited-state absorption (ESA) using two different techniques: (a) by the double modulate pump and probe continuous wave technique and (b) by the excited-state excitation (ESE) technique. These results show that both materials have low ESA cross-section values in the main expected laser region 4F3/2 → 4I11/2 of Nd3+ - doped materials (-1070nm). The existence of broad bands in the luminescence and optical absorption spectra and a number of transitions more than expected as observed in the low temperature absorption spectra suggest the existence of multisites in both crystals of CVO:Nd3+ e CMO:NdNbO4. In order to quantify and characterize the multisites of Nd3+ in the samples, experiments were realized of optical excitation, site selective laser excitation and selective luminescence. These experiments shown that CVO:Nd3+ has a large number of different sites and the CMO:NdNbO4 has seven different sites, justifying the broad band behavior observed on the luminescence and optical absorption experiments. The values of absorption cross-sections (σGSA=4,1x\'10-20cm2 for CVO and σGSA=5,5x10-20cm2 for CMO:NdNbO4) and emission cross-sections (σe=5,5x10-20cm2 for the CMO:NdNbO4 and 13,3x10-20cm2 for CVO:Nd3+) among important laser materials that have multisites properties and a FWHM of absorption at 810nm (ΔλGSA=11nm for CVO and ΔλGSA\'=11,5nm for CMO) broader than many other active laser medium like YAG:Nd3+ or GGG:Nd3+ suggesting these materials to be on advantage from many others lasers materials using diode laser excitation, justifj4ng the important of the present work and the study of these material.

The crystalline iron-based nanowires encapsulated by multiwalled carbon nanotubes have been the subject of numerous studies owing to the range of potential applications. The presence of a-Fe (bcc)/y -Fe(fcc) junctions o ers the possibility of exploitation of the exchange bias effect, an interfacial magnetic phenomenon that plays a major role in magnetocaloric cooling, spintronic and high-density magnetic storage devices. This work is concerned with the synthesis and microstructural characterization of Fe-based and NiFe nanowires encapsulated by multiwall carbon nanotube radial structures. The known attributes of these structures are well matched to the magnetocaloric application. The primary aim of this work was to determine the unknown microstructural details of the encapsulated nanowire that are of relevance to the magnetocaloric application (junction types, location and orientation relative to the nanotube axis). The secondary aim was to explore the modi cation of the synthesis route to promote desirable attributes. This is the first report of a-Fe/y -Fe sequential junctions and a-Fe/Fe3C concentric junctions in encapsulated Fe-based nanowires. The presence of a-Fe/y -Fe junctions was inferred from the observation of a-Fe nanowires terminated by a ~100 nm length y-Fe crystallites of larger diameter. The a-Fe/Fe3C junctions exhibit the Bagaryatski orientation relationship: [110 ]bcck[100 ]orth. The degree of substrate roughness was found to be a means of tailoring details of the structure and composition of the encapsulated nanowires. NiFe encapsulated nanowires were found to contain crystallites of a-NiFe, y-NiFe and Ni3Fe and the sequential junctions -NiFe/Ni3Fe and a-NiFe/y-NiFe junctions.

A terapia gênica por interferência de RNA (RNAi) é um processo de silenciamento gênico pós-transcricional onde moléculas de small interfering RNA (siRNA) específicas são capazes de suprimir a expressão de um determinado gene. Atualmente, é uma abordagem terapêutica promissora para o tratamento de muitas doenças graves, incluindo doenças cutâneas. No entanto, dificuldades relacionadas à administração e à biodistribuição limitam a utilização clínica dos siRNAs. Neste contexto, foi proposto o uso de um nanocarreador a base de cristais líquidos para viabilizar a aplicação de siRNAs no tratamento tópico da psoríase. A nanodispersão líquido-cristalina (NLC) desenvolvida, composta por monoleína, ácido oleico, polietilenoimina e fase aquosa (8:2:1:89, p/p/p/p), foi capaz de superar as barreiras da via de administração tópica, bem como as limitações resultantes das características das moléculas de siRNA. A NLC foi capaz de complexar o siRNA, protege-lo por 24 h da degradação enzimática e liberá-lo de forma intacta. A NLC promoveu uma alta taxa de captação celular do siRNA em fibroblastos e macrófagos. Sua aplicação tópica pode ser considerada segura para a pele, pois manteve a viabilidade da epiderme humana reconstruída acima de 50% e a quantidade de IL-1? liberada foi inferior a 60 pg/mL. A NLC apresentou eficácia em promover a liberação funcional do siRNA nos modelos in vitro avaliados. No modelo de pele humana reconstruída psoriática, reduziu os níveis de IL-6 (~ 70%) após um único tratamento por 6 h e, os níveis do RNAm IL6 (~ 50%) após o tratamento por 3 dias consecutivos. Em macrófagos, reduziu os níveis do RNAm Tnf em 40% após o tratamento concomitante com LPS por 24 h e, em 60% após o tratamento por 24 h pós-estímulo prévio com LPS. A eficácia foi ainda maior com o pré-tratamento por 24 h seguido do estímulo com LPS, que normalizou os níveis do RNAm Tnf. O tratamento tópico com a NLC veiculando siRNA Tnf foi eficaz em reduzir significativamente os níveis do RNAm Tnf nos modelos in vivo de inflamação cutânea aguda induzida por TPA (~ 60%) e de psoríase induzida por imiquimode (~ 90%) avaliados. No modelo in vivo de psoríase, o tratamento tópico com a NLC veiculando siRNA Tnf também reduziu significativamente a atividade da mieloperoxidade (~ 65%) e a espessura da epiderme (~ 70%) em comparação aos grupos controle. Também foi eficaz na melhora fenotípica dos animais, reduzindo o rubor, descamação, acantose e o número de ataques de coceira, resultados da redução do processo inflamatório decorrente da ação efetiva das moléculas de siRNA Tnf. A NLC também promoveu a penetração cutânea das moléculas de siRNA nas camadas mais profundas da pele, in vivo. Face aos resultados obtidos, pode-se concluir que a NLC é uma estratégia relevante para a administração tópica de siRNAs, que mostrou potencial terapêutico para suprimir genes específicos relacionados a doenças de pele. / Gene therapy by RNA interference (RNAi) is a post-transcriptional gene silencing process in which specific small interfering RNA (siRNA) molecules can suppress the expression of a particular gene. Currently, is a promising therapeutic approach for the treatment of many severe disorders, including skin diseases. However, difficulties related to the administration and biodistribution limit the clinical use of siRNAs. In this context, a nanocarrier based in liquid crystal has been proposed to enable the application of siRNAs in the topical treatment of psoriasis. The liquid crystalline nanodispersion (LCN) developed, composed by monoolein, oleic acid, polyethylenimine and aqueous phase (8:2:1:89, w/w/w/w), was able to overcome the barriers of topical administration route, as well as limitations resulting from the characteristics of the siRNA molecules. The LCN was able to complex the siRNA, protect it for 24 h from enzymatic degradation and release it in an intact form. The LNC promoted a high cellular uptake of siRNA in fibroblasts and macrophages. Its topical application can be considered safe to the skin since viability of the reconstructed human epidermis remained above 50% and the amount of IL-1? released is less than 60 pg/mL. The LCN showed efficacy in promoting functional release of siRNA in in vitro models evaluated. In psoriatic reconstructed human skin model, it reduced the IL-6 levels (~ 70%) after a single treatment for 6 h and the mRNA IL6 levels (~ 50%) after treatment for 3 consecutive days. In macrophages, it reduced the mRNA Tnf levels in 40% after the concomitant treatment with LPS for 24 h and, in 60% with treatment for 24 h after prior stimulation with LPS. The efficiency was higher with the pretreatment for 24 h followed by stimulation with LPS, that normalized the RNAm Tnf levels. Topical treatment with NLC carrying siRNA Tnf was effective in reduce significantly the mRNA Tnf levels in in vivo models of skin acute inflammation induced by TPA (~ 60%) and of psoriasis induced by imiquimod (~ 90%) evaluated. In the in vivo model of psoriasis, topical treatment with the NLC carrying siRNA Tnf also significantly reduced activity of myeloperoxidase (~ 65%) and the epidermis thickness (~ 70%) compared to control groups. It has also been effective in animal phenotypic improvement, reducing redness, desquamation, acanthosis and the number of itch attacks, results of the reduction in inflammatory process obtained by the effective action of siRNA Tnf molecules. The LCN also promoted the penetration of siRNA molecules into the deeper layers of the skin in vivo. With the results obtained, we can conclude that the LCN is a relevant strategy for topical administration of siRNAs, which showed therapeutic potential to suppress specific genes related to skin diseases.

O RNA de interferência (RNAi) é um processo envolvido com o silenciamento pós-transcricional de genes, sendo elucidado por moléculas de RNAs de dupla fita de 21-25 nucleotídeos, os small interfering RNA (siRNA), que ocorre naturalmente em uma ampla variedade de animais, plantas e microrganismos. Esse processo têm demonstrado potencial utilização para o tratamento de doenças em que se observa a super-expressão de genes, pois apresentam diversas vantagens como possibilidade de se utilizar esse mecanismo regulatório apenas pelo conhecimento da sequência do gene terapêutico, menores efeitos tóxicos e alta especificidade. Contudo, o principal desafio consiste no desenvolvimento de vetores seguros e eficazes que permitem a utilização do siRNA como terapia, visto que permitem a proteção do siRNA contra degradação enzimática, apresentam meia-vida prolongada na corrente sanguínea e propiciam um efetivo escape endossomal. Nesse sentido, nanopartículas de cristais líquidos associados ao polímero catiônico polietilenoimina (PEI) foram avaliadas como potenciais vetores não-virais para o siRNA específico para a proteína-1 relacionada à tirosinase (TRP-1), como alternativa para o tratamento tópico do vitiligo. Para isso, os cristais líquidos contendo o PEI foram complexados ao siRNA e avaliados quanto à estrutura líquido cristalina por microscopia de luz polarizada e por difração de raios-X a baixo ângulo (SAXS), tamanho de partícula/polidispersividade, potencial zeta e eficiência de complexação. A citotoxicidade dos sistemas foi avaliada em melanócitos melan-A pelo ensaio do MTT e por citometria de fluxo e, a avaliação da transfecção celular foi realizada por microscopia de fluorescência e por citometria de fluxo. Os diferentes sistemas contendo o polímero PEI apresentaram estruturas líquido cristalinas de fase hexagonal e de fase lamelar pela análise por SAXS, no entanto, a análise sob microscopia de luz polarizada, demonstrou estruturas de fase hexagonal, lamelar e isotrópica. A análise do tamanho de partícula mostrou a presença de sistemas nanoestruturados que foram capazes de se complexar ao siRNA na concentração de 10 ?M. Os estudos em cultura de célula demonstraram a maior viabilidade das células melan-A após tratamento com as nanodispersões líquido cristalinas formadas por monoleína (MO), ácido oleico (AO) e PEI, em relação ao polímero catiônico PEI em sua forma livre. Em relação à transfecção celular por microscopia de fluorescência e por citometria de fluxo foi possível observar a elevada eficiência de transfecção das nanodispersões líquido cristalinas formadas pelo sistema MO:AO:PEI. Resultados de inibição da expressão da proteína TRP-1 foram observadas em células melan-A por Western Blotting, após administração das nanodispersões líquido cristalinas associadas ao siRNA-TRP-1 específico. As nanodispersões liquido cristalinas estudas também proporcionaram maior liberação de siRNA na pele em modelo animal. Esses resultados, demonstram a potencial utilização desses sistemas para a terapia anti-sense de doenças cutâneas como o vitiligo, representando assim, uma importante contribuição para a terapia gênica tópica desta doença / The RNA interference (RNAi) is a process involved with the post-transcriptional gene silencing being elucidated by double-stranded RNA molecules of 21-25 nucleotides, the small interfering RNA (siRNA) that occurs naturally in a wide variety of animals, plants and microorganisms. This process has shown potential use for the treatment of diseases in which there is overexpression of genes, as they offer several advantages such as the possibility of using this regulatory mechanism just by knowing the sequence of the therapeutic gene, lower toxicity and high specificity. However, the main challenge is to develop safe and effective vectors that enable the use of siRNA as a therapy, since they allow the protection of siRNA against enzymatic degradation, have prolonged half-life in the bloodstream and provide an effective endosomal escape. Accordingly, liquid crystal nanoparticles associated with the cationic polymer polyethylenimine (PEI) were evaluated as potential non-viral vectors for specific siRNA for the protein related to tyrosinase-1 (TyRP-1) as an alternative for the topical treatment of vitiligo. For this, the liquid crystals containing PEI were complexed to siRNA and evaluated for liquid crystalline structure by polarized light microscopy and X-ray diffraction (SAXS), particle size / polydispersity index, zeta potential and complexation efficiency. The cytotoxicity of the systems was evaluated by MTT assay and flow cytometry in melan-A melanocytes and the evaluation of cellular uptake was performed by fluorescence microscopy and flow cytometry. The different systems containing the polymer PEI exhibited liquid crystalline structures of hexagonal and lamellar phases by SAXS analysis, however, the analysis under polarized light microscopy showed liquid crystalline structures of hexagonal phase, lamellar and isotropic. The analysis of particle size showed the presence of nanostructured systems that were capable of complexing to the siRNA at concentration of 10 ?M. Studies in cell culture demonstrated a higher viability of melan-A cells after treatment with the liquid crystalline nanodispersions formed by monolein (MO), oleic acid (OA) and PEI in relation to the cationic polymer PEI in its free form. Regarding cellular uptake by fluorescence microscopy and flow cytometry was observed the high efficiency in uptake melan-A cells mediated by liquid crystalline nanodispersions formed by system MO:OA:PEI. Results inhibition of the expression of TyRP-1 protein were observed by Western Blotting in melan-A cells, after administration of liquid crystalline nanodispersions associated with specific siRNA-TyRP-1. The liquid crystalline nanodispersions evaluated also provided greater release of siRNA in the skin in an animal model. These results demonstrate the potential use of these systems for antisense therapy of skin diseases such as vitiligo, thus representing, an important contribution to the topical gene therapy for this disease

Orientador: Pascoal José Giglio Pagliuso / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-09-24T15:46:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Adriano_Cris_D.pdf: 6784336 bytes, checksum: d7c200af40255398764228130bc8b93d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho apresenta estudos sistemáticos das propriedades magnéticas dos compostos Ce2MIn8 (M = Rh, Ir) dopados com Cd, Sn e Ga no sítio cristalográfico do In. Foram utilizadas as técnicas de medidas macroscópicas de susceptibilidade magnética, calor específico e resistividade elétrica, além de medidas de caracterização estrutural pelo método de difração de pó de raios-x e medidas microscópicas da determinação da estrutura magnética usando a técnica de espalhamento magnético de raios-x e nêutrons para os compostos dopados com Cd. Os compostos Ce2MIn8 (chamados de 218) são tetragonais (grupo espacial P4/mmm) e são a versão bi-camada da família de férmions pesados supercondutores Cem MnIn3m+2n(M = Co, Rh, Ir; m = 1,2; n = 0,1), na qual os compostos do tipo CeMIn5 (chamados de 115) foram muito estudados por apresentarem uma variedade de propriedades físicas interessantes, tais como efeito Kondo, supercondutividade não convencional, ordenamento magnético, comportamento non-Fermi-Liquid, e ocorrência de pontos críticos quânticos. Mais interessante ainda é o fato de que estas propriedades podem ser controladas por dopagem, pressão externa e/ou campo magnético gerando diagramas de fases bastante interessantes. O objetivo de se estudar os parentes Ce2MIn8 é entender o papel da dimensionalidade nas propriedades físicas destes compostos e comparar os resultados encontrados com aqueles observados para os 115. Foram construídos os diagramas de fase inéditos para as séries de Ce2RhIn8-xCdx, Ce2IrIn8-xCdx, C e2Rh0.5Ir0.5In8-xC dx, Ce2RhIn8-xSnx e Ce2RhIn8-xGax a partir de dados obtidos utilizando as técnicas mencionadas acima. Foi visto que a dopagem de Cd nos compostos Ce2MIn8 favorece o AFM através do aumento da TN em função da concentração de Cd. Os resultados sugerem que o Cd está agindo de modo a diminuir a densidade de carga local e isso está favorecendo o ordenamento magnético. Porém, resultados da variação da temperatura do máximo da resistividade elétrica em função da concentração de Cd, sugerem que efeitos de campo cristalino também estão presentes nestes compostos. A estrutura magnética dos compostos de Ce2RhIn8-xCdx e C e2IrIn8-xCdx dopados com x = 2.6 % de Cd foram estudados em baixas-T e encontrou-se um vetor de propagação do tipo (½ ½ 0) consistente com ordenamento AFM abaixo de TN. Verificou-se que a orientação do momento magnético tende a ir na direção do plano-ab com dopagem de Cd nestes compostos. A substituição de In por Sn nos compostos de Ce2MIn8 mostrou que esta dopagem está desfavorecendo o ordenamento magnético através da diminuição do valor da TN em função da concentração de Sn. Os resultados sugerem que o Sn está favorecendo o efeito Kondo e que efeitos de campo cristalino são menos observáveis nos compostos dopados com Sn. Foi visto que a dopagem com Ga no sítio do In igualmente diminui a temperatura de ordenamento magnético e favorece o efeito Kondo. Porém, os resultados sugerem que efeitos de campo cristalino estão presentes pela variação não usual da temperatura do máximo das curvas de resistividade elétrica em função da dopagem com Ga. Neste trabalho também são apresentados estudos da evolução do magnetismo dos elétrons 4f, em compostos relacionados que não são férmions pesados para R2CoGa8, para R = Gd, Tb, Dy, Ho, Er e Tm. Nestes compostos podemos observar a evolução do magnetismo e dos efeitos de campo cristalino sem a presença do efeito Kondo / Abstract: This thesis describes the investigation of the physical properties of the (Cd, Sn, Ga)-doped Ce2MIn8 (M = Rh, Ir) intermetallic compounds. Temperature dependent magnetic susceptibility, heat capacity and electrical resistivity measurements were performed to characterize the macroscopic properties of the synthesized compounds. X-ray powder diffraction were used to determine their phase purity and crystal structure and X-ray and neutron magnetic scattering techniques were used to study the microscopic magnetic structure in low temperature. The Ce2MIn8 (M = Rh, Ir) compounds belong to the family of the heavy-fermions Ce-based compounds CenMIn3n+2 (M = Co, Rh, Ir; n = 1, 2), where the occurrence of unconventional superconductivity (USC) in many of its members has been motivating intense work in past few years. In particular these compounds present a wide range of interesting properties as Kondo effect, USC, magnetism, non Fermi liquid and Fermi liquid behavior and the occurrence of quantum critical points. Particularly interesting is the tunability of their ground state by pressure and chemical doping that revealed very interesting and rich phase diagrams with properties that are unprecedented for this class of compounds. Indeed the study of the 218 parent compounds is a great opportunity to further study the relationship between magnetism, USC and crystal structure in this family. We report in this work five unpublished phase diagrams of this family: Ce2RhIn8-xCdx, Ce2IrIn8-xCdx, Ce2Rh0.5Ir0.5 In8-xCdx, Ce2RhIn8-xSnx e Ce2RhIn8-xGax. Our results revealed that Cd-doping Ce2MIn8 enhances the antiferromagnetic ordering temperature as a function of the Cd concentration. The results suggest that the Cd-doping in these compounds is inducing an electronic tuning by locally decreasing the Ce 3+ density of states and this is favoring the AFM ordering according com a Doniach-like scenario. However the evolution of the maximum in the resistivity as a function of the Cd concentration and the small variation of the magnetic moment orientation of the doped compounds suggest that Cd-doping is also changing the crystal field (CEF) parameters in these compounds. The magnetic structure studied by X-ray and neutron magnetic scattering showed the Cd-doped samples present just below TN a commensurate antiferromagnetic structure with a propagation vector (½ ½ 0). The magnetic structure determination indicates that the magnetic moment orientation of the Cd doped samples tend going to the ab-plane. The Sn chemical substitution in Ce2MI n8 (M = Rh, Ir) showed Sn-doping is decreasing the magnetic order by favoring the Kondo effect. This is the opposite of the Cd-doping effect because Sn is now increasing the local density of states of the Ce3+ions. As Sn-doping drives 4f to a more itinerant character the CEF effect are less important for this compounds. On the other hand, the Ga-doped Ce2RhI n8 similarly show a decreasing of the magnetic order due to the enhancement of the Kondo effect by chemical pressure. However the unexpected evolution of the maximum in the resistivity as a function of the Ga suggests in this dopant is changing the crystal field is still an important effect in this compound. Finally we present the 4f magnetism evolution studies on the series of the Ga-based R2CoGa8 for R = Gd ¿ Tm compounds, where one can follow the evolution of the magnetism and the CEF parameters without the presence of the Kondo effect / Doutorado / Física da Matéria Condensada / Doutor em Ciências

Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo a Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Neste trabalho foram investigados os comportamentos térmico e mecânico e as características morfológicas de amostras de policarbonato de bisfenol-A (PC) com cristalinidade induzida por exposição ao vapor de solvente. A técnica de indução de cristalização foi empregada em três amostras de policarbonato de bisfenol-A de diferentes massas molares. Filmes vazados a partir de soluções de PC em clorofórmio e amostras moldadas por compressão foram expostos a um ambiente contendo vapor de acetona. Os filmes foram expostos por diferentes períodos de tempo e analisados em equipamentos de Calorimetria Diferencial de Varredura, Microscopia Óptica com luz polarizada e Espectroscopia na Região do Infravermelho com Transformada de Fourier, para caracterizar a indução de cristalinidade. A indução de cristalinidade foi confirmada e a fase cristalina apresentou estrutura esferulítica. As amostras de maior massa molar mostraram maior teor de cristalinidade. O desempenho mecânico das amostras cristalinas de policarbonato mostrou diferenças, com a mudança de seu comportamento mecânico de dúctil para frágil, independente da massa molar / In this work were investigated the thermal and mechanical behaviors and the morphological characteristics of bisphenol-A polycarbonate (PC) samples with crystalline induction by solvent vapor exposure. The crystallization induction technique was employed on three samples of bisphenol-A polycarbonate of different molar mass. Films cast from PC solutions in chloroform and compression molded samples were exposed to an environment containing acetone vapor. The films were exposed for different periods of time and analyzed on Differential Scanning Calorimeter, Polarized Light Optical Microscope and Fourier Transform Infra Red devices to characterize crystalline induction. The crystalline induction was confirmed and the crystalline phase has presented spherulitic structure. The highest molar mass samples have shown higher crystallinity degrees. Mechanical performance of crystalline samples has shown differences with the change of its mechanical behavior from ductile to fragile, independently of the molar mass

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Em geral, o efeito magnetocalórico (EMC) é caracterizado pela variação adiabática da temperatura (ΔTad) e a variação isotérmica da entropia (ΔST) sob variações do campo magnético. Devido as aplicações tecnológicas do EMC na refrigeração magnética, que não apresentam efeitos perigosos para o meio ambiente e tem o potencial para reduzir o consumo de energia, os estudos sobre o EMC tem crescido ao longo dos anos . Neste trabalho, estudamos as propriedades magnéticas e magnetocalóricos da série Gd (1-Y) Pr (Y) Ni2 com Y = 0; 0,25; 0,5; 0,75 e 1 A série dos compostos RNi2 compostos cristalizam na fase de Laves cúbico C15, o que torna o Campo Elétrico Cristalino cúbico um quadro adequado para descrever a anisotropia magnética sobre estes compostos . Além do modelo hamiltoniano inclui contribuições do efeito Zeeman e as interações de troca indireta entre Gd-Gd, Gd-Pr e íons Pr-Pr. Vale a pena notar que o GdNi2 apresenta um arranjo ferromagnético com temperatura de transição de cerca de 78 K e o composto PrNi2 é paramagnético. Os potenciais magnetocalóricos foram calculados e comparados com os dados experimentais. Além disso, investigamos a influência da direção do campo magnético sobre as quantidades magnéticas e no EMC investigada. / In general, the magnetocaloric effect (MCE) is characterized by the adiabatic temperature change, (ΔTad) , and the isothermal entropy change, (ΔST) , under changes of the magnetic field intensity. Due to technological applications of the MCE on magnetic refrigeration, which do not present hazardous effects to the environmental and has the potential to lower energy consumption, the interest on the MCE had grown over the years . In this work, we have studied the magnetic and magnetocaloric properties in the series Gd(1-Y)Pr(Y)Ni2 with Y = 0, 0.25, 0.5, 0.75 and 1. The RNi2 (R = Rare-earth) compounds crystallize in the cubic laves phase, which makes the cubic CEF an appropriate framework to describe the magnetism on these compounds . Besides CEF, the model Hamiltonian includes contributions of the Zeeman effect, and the indirect exchange interactions among Gd-Gd, Gd-Pr and Pr-Pr ions. It is worth noticing that the GdNi2 presents a ferromagnetic arrangement with transition temperature around 78 K and the PrNi2 compound is paramagnetic. The temperature dependences of the magnetocaloric potentials were simulated and compared with the experimental data. Furthermore, the influence of the magnetic field direction on the magnetocaloric quantities was theoretically investigated.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Esta dissertaÃÃo trata da anÃlise dos aspectos hidrogeolÃgicos que influenciam a vazÃo de quatorze poÃos tubulares, todos situados no municÃpio de Quixeramobim, Estado do CearÃ. As baixas vazÃes dos poÃos no municÃpio sÃo, muitas vezes, reflexos das caracterÃsticas geoambientais regionais, tais como: litologia, baixo Ãndice pluviomÃtrico e pequena espessura do manto de alteraÃÃo. Associado a isso existe um grande nÃmero de poÃos construÃdos cujas locaÃÃes nÃo levaram em conta as condiÃÃes favorÃveis da ocorrÃncia de Ãgua subterrÃnea o que reflete nas baixas vazÃes registradas no Banco de Dados do SIAGAS. Foi realizada uma anÃlise quantitativa baseada nos poÃos do SIAGAS, na interpretaÃÃo de lineamentos a partir da imagem SRTM, nos mapas temÃticos de litologia, densidade de drenagem e lineamentos, hipsometria e na anÃlise de campo. Os resultados mostraram que a maioria dos poÃos construÃdos (52,05%) no municÃpio possui vazÃo inferior a 2,0mÂ/h. O nÃvel estÃtico tem profundidade variÃvel com 42,86% menores que 5,0 metros, 30,61% com profundidades entre 5,0 e 10,0m e 26,53% acima de 10,0m. A profundidade do nÃvel dinÃmico tambÃm à variÃvel, com classe modal para o intervalo de 20,0m a 28,0m. A capacidade especifica da maioria dos poÃos (69,57%) à inferior a 0,2 [(mÂ/h)/m]. A natureza dos poÃos à dominantemente (92%) tubular e apenas 8% sÃo amazonas. A situaÃÃo dos poÃos mostram que a maioria (33%) estÃo equipados, 21% fechados, 19% sem dados e 27% estÃo abandonados, secos ou nÃo instalados. Apenas 14% dos poÃos sÃo direcionados para o abastecimento domÃstico e 5% para abastecimento pÃblico. A profundidade dos poÃos Ã, em sua maioria, superior a 50,0m. Os lineamentos interpretados coincidem com os dados de campo (foliaÃÃo e fraturas da rocha) e auxiliam na localizaÃÃo de juntas mestras que muitas vezes sÃo responsÃveis pelas altas vazÃes dos poÃos em terrenos cristalinos. O uso do SIG se mostrou pouco eficaz, onde a integraÃÃo dos dados de litologia versus vazÃo nÃo deu bons resultados (poÃos com altas e baixas vazÃes estÃo locados no mesmo litotipo); a integraÃÃo dos dados de elevaÃÃo com dados de vazÃo mostraram que os poÃos com baixa vazÃo estÃo situados em zonas com cotas altimÃtricas mais rebaixadas; a integraÃÃo da densidade de drenagem versus vazÃo mostrou resultados mais esperados, com poÃos de altas vazÃes posicionados em zonas de alta densidade de drenagem e poÃos de baixa vazÃo, em sua maioria, posicionados em zona de baixa a mÃdia de densidade de drenagem, e; a densidade de lineamentos versus vazÃo mostrou que existem poÃos com baixa e alta vazÃo situados em zonas de alta densidade de lineamentos. Com a anÃlise dos aspectos hidrogeolÃgicos foi possÃvel realizar novas locaÃÃes para os poÃos 01, 02, 04, 05, 07, 09, 11, 12 e 14, nÃo sendo possÃvel para os poÃos 03 e 08. Os poÃos 06, 10 e 13, com vazÃo acima de 5mÂ/h, estÃo posicionados em Ãreas onde coexistem a drenagem superficial e fraturas, justificando suas vazÃes. A locaÃÃo de poÃos nesse municÃpio deve levar em consideraÃÃo a coexistÃncia da drenagem superficial com as fraturas, principalmente de direÃÃo E-W, ou subparalelas a elas, por se tratarem de fraturamentos abertos. Caso essa situaÃÃo nÃo ocorra, a coexistÃncia da drenagem com o manto de alteraÃÃo relativamente espesso seria uma alternativa. / The paper presents the analysis of hydrogeological aspects that influence the flow of fourteen wells located in the municipality of Quixeramobim, state of CearÃ. Low flow of wells in the county are reflections of regional caracterÃsitcas, such as lithology, low rainfall and small thickness of the mantle of change. Associated with this there is a large number of wells constructed whose leases did not take into account the favorable conditions for the occurrence of groundwater which reflects the low flows recorded in the database SIAGAS. We performed a quantitative analysis based on wells Database registered in SIAGAS, the interpretation of lineaments from SRTM image, thematic maps of lithology, lineaments and drainage density, hypsometry and field analysis. The results showed that most of the wells constructed in city has the yield lower 2.0 mÂ/h. The static level is variable. With 42.86% wells below 5.0 meters, 30.61% of wells depths of 5.0 to 10.0 meters and 26.53% above of 10,0 meters. The depth of the dynamic level is also variable, it has modal class for the interval from 20,0 the 28,0 meters. The specific capacity of most wells (69,57%) is less than 0,2mÂ/h/m. The nature of the wells is predominantly tubular (92%) and only 8% are amazons. The situation of the wells shows that the majority (33%) are equipped, 21%s closed, 19%s no data and 27%s are abandoned, dry or not installed. Only 14% wells are for domestic supply and 5% for public supply. The depth of the wells are mostly higher than 50,0m. The interpreted lineaments coincide with the field data (foliation and fractures rock) and assist in locating master joints that are often responsible for the high yield rates of wells in crystalline terrains. The use of GIS proved somewhat effective: data integration lithology versus yield have not worked ( wells with high and low yields are leased in the same lithotype); the integration of elevation data with yield data showed that the wells with low yield are located in areas with altitudes more recessed; the drainage density versus yield showed results most anticipated. High yield wells are positioned in areas with high drainage density and low yield wells, mostly, are positioned in an area of low to medium drainage density; the lineaments density versus yield showed that there are wells with low and high yield situated in areas of high lineaments density. With the investigation of the aspects hydrogeological was possible to make a new lease for the wells 01, 02, 04, 05, 07, 09, 11, 12 and 14. Could not to make new lease for the wells 03 and 08. The wells 06, 10 and 13, with yield above 5mÂ/h are positioned in areas that coexist surface drainage and fractures. The location of wells that municipality must take into account the coexistence of surface drainage with fractures, especially with E-W direction, or subparallel to them. Case such situation does not occur, the coexistence of drainage with relatively thick weathered mantle would be another alternative.