Este trabalho descreve um estudo e desenvolvimento de um sensor de dióxido de carbono (CO2), de baixo custo, para monitoramento da qualidade do ar em ambientes climatizados. O sensor aqui proposto baseia-se na técnica de absorção em infravermelho não dispersivo (NDIR). Este trabalho avalia alguns métodos já empregados e propõe um modelo alternativo visando uma solução de baixo custo que possa ser incorporada a sistemas de monitoramento e/ou condicionamento existentes, permitindo o controle do teor de CO2. A metodologia inclui o estudo dos diferentes tipos de sensores de CO2, a seleção da técnica mais apropriada para medição, o estudo das alternativas para implementação da técnica selecionada, o desenvolvimento, testes e avaliações da solução. Especificamente desenvolveu-se uma solução em termos de sensor de CO2 que utiliza componentes comerciais, sendo facilmente reprodutível e de custo reduzido. O sensor desenvolvido tem faixa de medição entre 330 a mais de 10000 ppm, com resolução estimada em torno de 20 a 30 ppm, com erro em relação ao padrão menor que 10% da medição ou 150 ppm,o que for maior.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T13:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274578.pdf: 914888 bytes, checksum: 8df2fd55baa57d28f483bdc966d81799 (MD5) / A possibilidade de se utilizar sensores virtuais para predição e monitoramento de algumas variáveis físico-químicas, são interessantes quando se tratam de sistemas heterogêneos de polimerização, como nas reações de polimerização em emulsão e suspensão. Apesar de existirem alguns equipamentos e técnicas bem estabelecidas para tais medidas offline e on-line, o tempo de resposta é elevado para fins de controle de processos. Em outros casos, quando são utilizados sensores físicos in situ, estes podem influenciar nas condições operacionais ou então estarem sujeitos à formação de aglomerados em sua superfície resultando na degradação e confiabilidade da medida. Como exemplo típico, pode ser citado a aplicação de medidas de espectroscopia na região de infravermelho próximo (NIRS) em reações de polimerização em suspensão, em que as medidas iniciais são confiáveis devido à baixa viscosidade do meio reacional. Entretanto, a medida que o efeito gel se torna pronunciado, ocorre a formação de aglomerados na sonda o que pode degradar o sinal medido. Diante de tais dificuldades, associados ainda ao elevado custo na instalação, manutenção e operação da instrumentação, o uso de sensores virtuais têm se difundido na área de processos de polimerização. Neste trabalho foi desenvolvido um sensor virtual empregando técnicas baseadas em redes neurais artificiais (RNAs). O modelo gerado através de RNAs têm a vantagem de serem computacionalmente eficientes, de fácil construção e implementação e ainda capazes de incorporar as variações do processo que não são possíveis de serem incorporados num modelo fenomenológico convencional. As RNAs foram treinadas com um conjunto de dados obtidos de uma unidade industrial de produção de poliestireno expansível em ciclos de batelada. As variáveis de entradas selecionadas foram: as temperaturas do reator, as temperaturas da camisa do reator e as pressões ao longo do ciclo da reação, e as variáveis de saída foram: o teor de pentano, o monômero residual, a massa molar média viscosimétrica, e as frações granulométricas no final de cada. A RNA com o algoritmo de treinamento Levenberg-Marquardt mostrou-se mais eficientes que Backpropagation padrão, pois apresentou um erro quadrático médio menor, além de precisar de menos épocas da etapa de treinamento, Porém, apresentou-se com uma boa capacidade de generalização para o novo conjunto de dados na etapa de validação. Desta forma, conclui-se que os resultados foram satisfatórios. O sensor virtual conseguiu bons resultados na predição das variáveis de interesse no final de cada reação através da utilização das variáveis secundarias do processo. / The possibility of using soft-sensors for monitoring and prediction of physico-chemical variables, are useful when dealing with heterogeneous polymerization systems, such as emulsion and suspension polymerization reactions. Although, there are some techniques and equipment well stablished for such off-line and on-line measures, the response time is high for purposes of processes control. In other cases, where physical sensors are used "in situ", it can influenced on the operating conditions or be subject to the formation of agglomerates on the surface resulting in the degradation and reliability of the measures. As a typical example, may be mentioned the application of near infrared spectroscopy (NIRS) in polymerization reactions, where the initial measures are reliable due to low viscosity of the reaction medium. However, as the gel effect becomes pronounced, occurs the formation of agglomerates in the probe which can degrade the signal measured. Faced with such difficulties, even the high cost involved in installation, maintenance and operation of the instrumentation, the use of virtual sensors have been widely used in the polymerization reaction process. In this work was developed a softsensor employing techniques based on artificial neural networks (ANNs). The model generated by an ANNs have the advantage of being computationally efficient, easy construction and implementation and also be able to incorporate the changes of the process that are not possible to be incorporated into a conventional phenomenological model. The ANNs were trained with a dataset obtained from a plant for the production of expandable polystyrene in batch cycles. The input variables selected were: temperatures of the reactor, temperatures of the jacket and the reactor pressures during the reaction cycle, and the output variables were the percentage of pentane, residual monomer, average molar mass and the size fractions in the final of each reaction. The ANN with the evenberg-Marquardt algorithm was more efficient than the standard backpropagation algorithm; the Levenberg-Marquardt algorithm presented a lower mean square error, and need less time in the training step, however, showed a better generalization for the new dataset presented at the validation step. At this time, it is concluded that the results were satisfactory. The virtual sensor has good results predicting the variables of interest at the end of each reaction using secondary variables of the process.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T05:46:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 277627.pdf: 4431327 bytes, checksum: 3de885cb17cc7bbb0e46eaa88de1fbce (MD5) / Nanotubos de carbono apresentam notáveis propriedades eletrônicas, podem ser um semicondutor ou condutor. Na última década os nanotubos de carbono vêem ganhando grande destaque na área de sensores devido as suas características. Um sensor, a partir de nanotubos de carbono, é capaz de detectar a presença de poucos átomos ou moléculas e ainda realizar essas medidas com baixo consumo energético. A escolha do etanol como vapor a ser caracterizado surge como uma possível solução para problemas de dois mundos. No Brasil, a produção e consumo de etanol cresce ano após ano e novas tecnologias aplicadas no controle do processo ajudam a diminuir custos e aprimorar a qualidade do produto final. Na Itália, mais precisamente na região Trentina e Alto Adige têm as vinícolas e destilarias mais importantes da Itália e entre as melhores do mundo. Os métodos que atualmente são utilizados no controle destes processos de destilação são métodos antigos e obsoletos. Esta tese de doutorado apresenta a fabricação de nanotubos de carbono de parede simples obtidos através da técnica de ablação a laser e caracterizados por técnicas como espectroscopia RAMAN, espectroscopia foto-eletrônica de raios - X (XPS) e microscopia eletrônica de transmissão. Assim como um aprofundamento teórico com a finalidade de melhor compreender propriedade físicas e químicas deste material. O maior foco desta tese esta na demonstração da capacidade e potencial dos nanotubos de carbono em serem manipulados e aplicados na eletrônica como sensores Para isso foram projetados, desenvolvidos e fabricados, junto a Fundação Bruno ressler de Trento-Itália, diversos microdispositivos eletrônicos em substratos de silício. Na FBK os microchips foram microfabricados através de uma avançada tecnologia conhecida como MEMS. Estes dispositivos foram utilizados como plataforma de deposição e ativação dos nanotubos de carbono. Portanto para o desenvolvimento da tese, nanotubos de carbono de parede simples foram sintetizados por ablação a laser e caracterizados por diversas técnicas. Através da dieletroforese os nanotubos de carbono foram manipulados e depositados sobre os microdispositivos eletrônicos. Testes destes dispositivos com vapores de álcool apresentaram respostas e comportamentos típico de um sensor. Os sensores de melhor desempenho foram, de forma avançada, caracterizados a partir de soluções com diferente grau alcoólico. Ao final verificamos que os nanotubos de carbono são materiais de grande potencial como sensor de vapores de etanol. Evidenciando que estes dispositivos eletrônicos possuem grande aplicabilidade em ambientes industriais trabalhando com alta sensibilidade e boa reprodutibilidade realizando medidas em continuidade e com confiabilidade. / Carbon nanotubes exhibit extraordinary and unique electronic and mechanical properties. These remarkable electrical, surface and thermal properties offer a potential in the development of gas sensors devices based on carbon nanotubes. The choice of ethanol came as a solution problem of two worlds. In Brazil, the ethanol production and consumption grows year after year. New technologies applied on the process control may reduce costs and improve the quality of the final product. At the Trentino and Alto Adige regions, we find the main distilleries and wine houses of Italy. These are among the best ones of the world. The current methods used to control the distillation process are very old and obsolete. This thesis presents the use of single and multi wall carbon nanotubes as alcohol sensor. The single wall carbon nanotubes were synthesized by laser ablation and characterized by RAMAN spectroscopy, X-rays Photoelectron Spectroscopy (XPS), Transmission electron microscopy (TEM). The physical and chemical properties of the carbon nanotubes are also investigated in this work. For this purpose, several electronic micro-devices using silicon as a substrate were designed and produced. The use of advanced MEMS technologies allowed us to develop and fabricate the microchips on which the carbon nanotubes were deposited and activated. Dielectrophoresis was used to handling and fixing the carbon nanotubes at the right places in the sensor microchip. The sensor behavior for detecting and measuring ethanol vapors was investigated deeply. The behavior and performance of the sensors were characterized as a function of the alcohol concentration, proving their potential as an alcohol gas sensor for industrial applications.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:37:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246134.pdf: 783091 bytes, checksum: 7b5df6c0be6c4ec5ca4c399f76318a5b (MD5) / Este estudo trata do problema de determinar a localização de sensores dentro de uma rede de sensores sem fio (RSSF), descrevendo um algoritmo completamente descentralizado chamado HECOPS, onde cada sensor estima sua própria posição após interagir com outros sensores da rede. Somente uma parcela da população de sensores conhece exatamente sua posição. Entretanto qualquer sensor da rede pode ser escolhido como referência. É proposto um sistema de ranqueamento do nível de confiança na posição estimada de cada sensor. Isto leva a uma nova abordagem do problema onde menos referências são escolhidas, porém mais confiáveis, reduzindo-se assim a propagação de erros e comunicações desnecessárias. São propostas também heurísticas para reduzir os erros na medição de alcance. O principal se refere a um esquema para calibrar as medições de alcance através da comparação, quando possível, da distância estimada com a distância real entre os pares de sensores. Experiências realizadas em um ambiente simulado demonstraram que o algoritmo tem um desempenho superior a um modelo anterior em termos de precisão e robustez. This work studies the problem of determining the location of nodes in a wireless sensor network, describing a fully decentralized algorithm called HECOPS, where every node estimates its own position after interacting with other nodes. Only a limited number of nodes have exact knowledge of their position coordinates. Any node can, however, be selected as a reference. We propose a ranking system to determine the reliability of each estimated position. This leads to a novel approach for position calculation that uses fewer but more reliable landmarks, thus reducing data communication and limiting error propagation. We proposed a heuristics that is used to reduce the effects of measurement errors, including a scheme to calibrate range measurements by comparing, whenever possible, the estimated distance with the actual distance between a pair of nodes. Experiments demonstrate that the algorithm is superior to a previously proposed method in terms of its ability to compute correct coordinates under a wider variety of conditions and its robustness to measurement errors.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-23T22:52:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 270191.pdf: 2523634 bytes, checksum: 5b1a3985b5b72c20bd3b5e8ebd70def4 (MD5) / A gestão ambiental necessita dispor de informações do espaço físico, biológico e antrópico, para tornar possíveis orientações em nível de planos, estratégias e ações no cenário, desde uma visão geral até o detalhe do alvo. O ponto central desta proposta de pesquisa é a sua contribuição para o saber fundamentado no desenvolvimento e adaptação das metodologias de sistematização de dados espaciais, com base em tecnologias de sensoriamento remoto, possibilitando desta forma, referendar instrumentos eficazes no monitoramento e na gestão ambiental das áreas das mais diversas atividades. Esta tese tem como objetivo disponibilizar aos tomadores de decisão embasamento que os permita, sem conhecimento específico, escolher o sensor adequado a fim de atender da forma mais completa possível suas necessidades imediatas. Sua metodologia consiste na definição da aplicação do método validado, o relacionamento das orientações para que se desenvolva a aplicação do método diretamente vinculada aos parâmetros da demanda em função os paradigmas e gestão ambiental, baseados no princípio a proporcionalidade do trabalho. São estes paradigmas: área, escala e tempo: O método consiste em critérios de comparação simples, baseados na metodologia de árvore de decisão, utilizando-se função "Se-então", baseada em lógica binária. Após a aplicação do método e determinados os resultados realizou-se uma validação dos resultados que comprovam a eficácia do método. Como resultado, apresenta-se uma ferramenta simples e eficaz para escolha do sensor mais adequado para aplicações em gestão ambiental quando avaliada, neste caso, hidrografia e os cursos d'água. / The environment management needs to use information of the biological and human space, to become possible directions on plans, strategies and actions. The central idea of this dissertation is its contribution to the development and the adaptation of the methodologies of data space systematization based on remote sensing technologies, making it possible to authenticate efficient instruments in environment management. This dissertation has as goal to turn available to the users basement that allows them, without specific knowledge, to choose the adequate sensor in order to take care of the possible form most complete its immediate necessities. Its methodology consists of the definition of the application of the validated method, the relationship of the orientation so that if it develops the application of the method directly tied with the parameters of the demand in function the paradigms and ambient management, based in the principle the proportionality of the work. They are these paradigms: area, scales and time: The method consists of criteria of simple comparison, based in the methodology of decision tree, using itself function "If-then", based in binary logic. After the application of the method and determined the results became fullfilled a validation of the results that prove the effectiveness of the method. As result, a simple and efficient tool for choice of the adjusted sensor for applications in ambient management when evaluated is presented more, in this in case that, hydrography and watercourses.

Orientador: Clarissa de Almeida Olivati / Banca: Marli Leite de Moraes / Banca: Neri Alves / Resumo: Nas últimas décadas, a preocupação com os níveis de emissão de gases nocivos tem aumentado consideravelmente, levando os pesquisadores a desenvolver novos materiais, dispositivos e tecnologias para o seu controle. Neste vasto campo, os sensores feitos à base de camadas poliméricas condutoras vêm apresentando resultados promissores, o que pode possibilitar a construção de sistemas de medição e de análises mais eficazes e portáteis. Todavia, dois parâmetros críticos que determinam a função dos dispositivos de polímeros conjugados são sua estrutura química e sua nanoestrutura no estado sólido. As propriedades elétricas destes materiais são drasticamente alteradas devido ao acoplamento eletrônico entre as cadeias poliméricas, que é determinado pelo tipo de empacotamento e conformação no estado sólido. Além disso, os politíofenos possuem características vantajosas comparados aos demais polímeros conjugados, tais como: a facilidade de síntese química e a relativa facilidade de funcionalização de suas cadeias laterais. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi fabricar filmes Langmuir-Blodgett (LB), de derivados alquilados de politiofeno em sua forma regiorregular misturados com ácido esteárico (SA), de forma a obter filmes de boa qualidade, visando uma posterior caracterização elétrica e óptica, com aplicação de composto orgânico voláteis (VOCs). Foram fabricados filmes LB do poli(3-butiltiofeno), poli(3-hexiltiofeno), poli(3-octiltiofeno), contendo diferentes porcentagens de SA em sua composição, pois estes polímeros puros não apresentam boa deposição através da técnica LB. As isotermas de pressão dos filmes foram analisadas de modo a avaliar as características moleculares dos filmes, e determinação dos parâmetros de deposição destes. Estes filmes foram caracterizados opticamente por espectroscopia de absorção. Ultravioleta-Visível, possibilitando avaliar o crescimento dos... / Abstract: In recent decades, concern about the levels of emission of harmful gases has increased considerably, lealding the researchers to develop new materials, devices and technologies for its control. In this vast field, conductive polymer sensors have shown promising results, which can enable the construction of measurement and analysis systems more effective and portable. However, two critical parameters for organic devices are their chemical structure and their solid nanostructure. The electrical properties of these materials have been drastically altered due to electronic coupling between polymer chains which is determined by the type of packing and conformation in the solid state. Moreover, the polythiophenes possess advantageous characteristics compared to other conjugated polymers such as: ease of chemical synthesis and relative ease of functionalization of their size chains. In this context, the aim of this work was to fabricate Langmuir-Blodgett (LB) films of alkylpolythiophene derivates in its regioregular form mixed with stearic acid (SA), in order to obtain good quality films. These films were optical and electrically characterized, and also tested as active layer of volatile organic compounds (VOCs) sensors. LB films of poly(3-butylthiophene), poly(3-hexylthiophene) and poly(3-octylthiophere) containing different percentages of SA in its composition were fabricated, as these pure polymers don't show quality deposition by LB technique. The pressure isotherms of the films were analyzed to assess their molecular characteristics, and to determinate the deposition parameters. These films characterized optically by absorption spectroscopy Ultraviolet-Visible, allowing the evalution of the films growth and organization at the molecular level. Films morphology was analyzed through topographic images obtained in Atomic Force Microscope. LB films deposited onto interdigitated electrodes were used for investigation of electrical... / Mestre

O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Orientador: Marystela Ferreira / Banca: Fabio Ruiz Simões / Banca: Italo Odone Mazali / Banca: Thiago Regis Longo Cesar da Paixão / Banca: Nilson Cristino da Cruz / Resumo: Neste trabalho nanocompósitos de polianilina sal esmeraldina (PAni-ES), argilas montmorilonitas organofilica (MMTO) e sódica (MMT-Na+) e nanopartículas de ouro (AuNPs) foram obtidos através das técnicas de fabricação de filmes nanoestruturados, Langmuir-Blodgett (LB) e Layer-by-Layer (LbL). Os materiais foram depositados em diferentes substratos solidos, e caracterizados através de métodos espectroscópicos e microscópicos, a fim de verificar as interações entre os materiais envolvidos. Resultados obtidos através das caracterizações por ultravioleta visível (UV-vis). Infravermelho com transformada de Fourrier (FTIR), Raman e microscopia de força atômica (AFM), indicaram a eficiência no processo de obtenção de nanocompósitos através das técnicas LB e LbL. Mais especificamente, os resultados espectroscópicos indicaram que as interações das argilas e/ou AuNPsMES, influenciam principalmente nas propriedades condutoras da PAni-ES. Por outro lado, rseultados de difratometria de raio X (XRD) indicaram a formação de nanocompósitos através da intercalação dos materiais nos espaços interlamentares da argila. Análises morfológicas por AFM revelaram que a sinergia entre os materiais favorece a obtenção de filmes menos rugosos e homogêneos. Os filmes nanoestruturados em diferentes arquiteturas foram avaliados como unidades sensoriais, através de métodos eletroquímicos por voltametria cíclica (VC) e voltametria de onda quadrada por redissolução anódica (SWASV). Visando à aplicação para área ambiental na detecção de íons metálicos de cobre, chumbo e cádmio (Cu2+, Pb2+ e Cd2+). A inserção das nanopartículas de ouro tioladas (AuNPs.MES) favoreceram em um aumento na condutividade dos filmes, promovendo melhor atividade catalítica para os sensores. Consequentemente, aumentando a sensibilidade e atingindo menores valores de limite detecção (LD), quando compacto aos filmes ausentes de nanopartículas de ouro / Abstract: In this work, nanocoposites of polyaniline emeraldine salt (PAni-ES), organophilic montmorillonite clay (MMTO) and sodium (Na+-MMT) and gold nanoparticles (AuNPs) were obtained through the techniques of Langmuir-Blodgett (LB) and Layer-by-Layer (LbL). The materials were deposited on various solid substrates and characterized by spectroscopic and microscopic methods, in order to ascertain the interaction and synergy between the materials involved. Satisfactory results were obtained by the methods of characterization of the films by ultraviolet visible (UV-vis), Fourrier transform Infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy and atomic force microscopy (AFM), showing the efficiency in the process of obtaining nanocomposites through the LbL and LB techniques. In general, the results demonstrated influences the properties of the clays in the PAni-ES altering the condutivity thereof. Although the clays decreased the conductive properties of PAni-ES, but still is a good feature observed the presence of clays decreased the conductive properties of PAni-ES, but still is a good feature observed the presence of clay in the nanocomposite films to maintain their properties during electrochemical processes. Morphological analysis by AFM shows interesting characteristics for the films of polymer-clay nanocomposites, with less rough and consequently thinner films. The nanostructure films were evaluated how sensing unit from the electrochemical methods, by cyclic voltammetry (CV) and square wave anodic stripping voltammetry (SWASV). Aiming the application for the environmental area to detect metal ions of copper, lead and cadmium (cu2+, Pb2+ e Cd2+). The insertion of tiolateds gold nanoparticles (AuNPs) favors the increase in conductivity of the films, thus promoting the catalytic activity of the sensors. Consequently increase the sensibility and lower limit of detection when compare to the films absent of gold nanoparticles / Doutor

Orientador: Valber de Albuquerque Pedrosa / Banca: Sergio Antonio Spinola Machado / Banca: Gustavo Rocha de Castro / Resumo: Neste trabalho foram estudadas síntese e caracterização de filmes finos híbrido de polímeros escovas constituídos de polieletrolíticos reforçados com nanotubos de carbono sobre o substrato de óxido de índio e estanho (ITO). Para a caracterização das superfícies dos filmes foram utilizadas as técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), energia dispersiva de raio-x (EDX) e espectroscopia Raman. Foram avaliadas diferentes propriedades estímulo-responsivas dos polímeros escovas que levam a modificações estruturais dos filmes como a influência de pH e da força iônica. Os polímeros escolhidos como modelos foram os polímeros Poli (Vinil Imidazol)-(PVI) e Poli (Àcido Acrilíco)-(PAA). Os ensaios eletroquímicos evidenciaram uma dependência da conformação dos polímeros escovas com a variação de pH e da força iônica e também revelaram o aumento da capacitância desses polímeros quando reforçados com os nanotubos de carbono, sendo que, o PVI obteve melhor resposta quando exposto a pH ácido, uma vez que suas cadeias poliméricas estavam estendidas e carregadas positivamente, permitindo a difusão da espécie redox carregada negativamente até a superfície do eletrodo. O PAA também obteve melhor resposta em meio ácido. Nesse caso as cadeias colapsadas aproximam os tubos do transdutor (ITO), facilitando a troca do par redox. Após a caracterização dos referidos polímeros, os mesmos foram testados como sensores para o monitoramento de hormônios e neurotransmissores que desempenham funçõe... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study describes the synthesis and characterization of hybrid polyelectrolyte based on polymer brush reinforced multi-layer type carbon nanotubes. The characterization of the thin films we used scanning electron microscopy techniques (SEM), energy dispersive x-ray (EDX) and Raman spectroscopy. The influence of pH and ionic strengh were evaluated by eelctrochemical technique. The polymers Poly (vinyl imidazole) - (PVI) and poly (acrylic acid) - (PAA) were used as matrix brush for anchoring the nanotubes. Electrochemical tests showed a dependence of the conformation of the brush polymers with pH change and ionic strengh, and also showed the increase in capacitance of these polymers when reinforced with carbon nanotubes, and the PVI obatined a better response when exposed to acid pH since its polymer chains were extended and positively charged, allowing the diffusion of negatively charged redox species to the electrode surface. The PAA also obtained better response in acid. In this case the collapsed chains near the transducer tuber (ITO) facilitate the electrons transference. The made electrodes were applied to monitor hormones and neurotransmitters that play important functions in our body / Mestre

Orientador: Marcelo Ornaghi Orlandi / Banca: Regina Celia Galvão Frem / Banca: Neftali Lenin Villarreal Carreño / Resumo: Nesse trabalho, realizou-se um estudo a fim de compreender os mecanismos de transporte e as interações gás-sólido que ocorrem na superfície de nanoestruturas de SnO, Sn3O4 e SnO2, preparadas em diferentes dispositivos. Com o objetivo de se obter uma melhor compreensão dos fenômenos envolvidos, optou-se por estudar, individualmente e coletivamente (única e mútiplas), as nanofitas de cada uma das três composições, sendo que o primeiro método permite descartar interferências extrínsecas, analisando-se apenas os mecanismos intrínsecos de condução nas nanoestruturas, sem a presença de barreiras de potencias geradas pelo contato semicondutor/semicondutor e, na maioria dos casos, sem o possível contato não-ôhmico metal/semicondutor. Para isso, os materiais foram sintetizados pelo método de redução carbotérmica e, posteriormente, foram caracterizados por DRX, Raman, UV-Vis e MEV-FEG para confirmar a eficácia da síntese, parte fundamental para a obtenção de resultados confiáveis. Os materiais também foram caracterizados em relação à sua resposta como sensor de gás na presença de gases oxidantes e redutores (por exemplo, NO2 e CO) em baixas concentrações (na escala de ppm) e em temperaturas de trabalho entre 100 °C e 350°C, sendo que para atingir tais temperaturas utilizou-se o método convencional de aquecimento e o método de self-heating, sendo o último promissor por não necessitar de fonte externa para realizar o aquecimento, gerando economia de energia e possibilitando maior mobilid... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the following work, it was carried out a study in order to understand the transport mechanisms and the gas-solid interactions that occur on the surface of SnO, Sn3O4, and SnO2 nanostructures, made-up over different devices. As the main goal of a better understanding regarding involved interaction phenomena, it was chosen to study the nanostructures individually (single-element devices) and as multiple structures (carpet mode devices), in which the former allows to discard extrinsic interferences, such as potential Schottky-type barriers as a result of the semiconductor/semiconductor contact, and in the most of the cases when dealing with single-element devices, without the possible metal/semiconductor non-ohmic contact. Thus, the materials were synthesized by the carbothermal reduction method and characterized by XRD, Raman Spectroscopy, UV-Vis light measurements, and SEM-FEG. The materials were investigated as gas sensors, using oxidizing and reducing gases (such as NO2 and CO) in low concentration levels (ppm), and with working temperatures ranging from 100 °C to 300 °C. These working temperatures were reached using the conventional heating and the self-heating methods, the latter being advantageous for not requiring an external source to the heating, resulting in low dissipated power and allowing higher mobility when seeking for in-situ leakage detections. The highlighted contributions from this work are the Sn3O4 nanobelts and SnO micro-disks characterization as single... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Kleber Silva (kleberbs@ufba.br) on 2017-02-06T17:49:38Z No. of bitstreams: 1 Alex Novais Santana.pdf: 1722665 bytes, checksum: 816c1399bb1d82febc4313a0e7e6f6c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-02-07T13:02:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Alex Novais Santana.pdf: 1722665 bytes, checksum: 816c1399bb1d82febc4313a0e7e6f6c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T13:02:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alex Novais Santana.pdf: 1722665 bytes, checksum: 816c1399bb1d82febc4313a0e7e6f6c2 (MD5) / Redes sem fio, como as redes m´oveis sem fio, redes de sensores sem fio e redes m´oveis n ao estruturadas, apresentam uma constante mudança na sua estrutura de ligações e de componentes devido principalmente a mobilidade. Esse tipo de rede din amica, exibe uma topologia com uma constante mudança que pode ser modelada através de grafos cujos componentes, v´ertices e arestas, mudam no tempo. Essa mudan¸ca topol´ogica ao longo do tempo cria desafios para aplica¸c oes distribu´ıdas se que utilizam das redes m´oveis sem fio para prover servi¸cos. Um desses desafios ´e prover confiabilidade para as aplicaçes em meio ao ambiente din amico apresentado por esse tipo de rede. Estimar o tempo de uma jornada máxima, ou seja, o limite máximo de tempo para que uma mensagem alcance todos os n´os da rede ´e essencial para a configura¸c ao e qualidade de servi¸co de protocolos de toler ancia a falhas, tais como os detectores de falhas n ao-confi´aveis. Esse trabalho apresenta um estudo anal´ıtico e experimental (atrav´es de simula¸c ao num´erica) para avaliar se as redes din amicas, com um modelo de mobilidade humano, s ao conexas no tempo. Para tanto, apresenta uma estimativa do tempo de uma jornada m´axima a partir de informa¸c oes locais de cada dispositivo, como a densidade local. Como resultado, apresenta-se uma demonstra¸c ao emp´ırica de que as redes din amicas s ao conexas no tempo, ademais, apresenta-se uma medida probabil´ıstica para o tempo de entrega das mensagens numa rede din âmica a partir de informa¸c oes da densidade local da rede.