O uso do hidrogênio produzido pela água como vetor energético pode ser uma das soluções encontradas para evitar emissões de poluentes por ser uma energia limpa e renovável. Produzir o hidrogênio por intermédio de uma célula eletrolítica a membrana trocadora de prótons (PEMEC) é uma alternativa vantajosa, pois a forma sólida da membrana garante uma densidade de corrente elétrica maior comparada à eletrólise alcalina convencional, além de outras vantagens, como por exemplo, a relativa facilidade para manutenção. Os estudos presentes neste trabalho partiram da configuração de uma célula a combustível a membrana trocadora de prótons (PEMFC), entretanto, os dois tipos de células necessitam de materiais e catalisadores diferentes. Testes revelaram que placas bipolares de grafite da PEMEC não podem ser usadas, tampouco as de grafite cobertas com níquel devido à forte corrosão ocorrida na região anódica. A eletrólise por uma PEMEC é possível, no entanto, a escolha de materiais para a região anódica define a confiabilidade do método. Os aços inoxidáveis da série 3XX apresentaram os melhores resultados com níveis comerciais de produção de 75 a 85 mL.cm-2.min-1 de H2 em temperatura ambiente, com potencial de -1,9 V. Fizeram-se experimentos em PEMEC de aço AISI 310 que mostraram bom desempenho, mas ocorrendo corrosões e inviabilizando a continuidade do processo após 6h de operação. Análise por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) na PEMEC desse aço foi feita para se estudar o aumento resistivo dos componentes da célula ao longo de uma sequência de eventos em um processo corrosivo do ânodo. / The use of hydrogen produced by water as energy vector can be one of the solutions to prevent emissions of pollutants because it is a clean and renewable energy. To produce hydrogen through a proton exchange membrane electrolytic cell (PEMEC) is an advantageous alternative, because the membrane as a solid structure ensures a higher electrical current density compared to conventional alkaline electrolysis, among other advantages, such as a relative ease of maintenance. The studies in this work started from the configuration of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), however, both cell types require different materials and catalysts. Tests revealed that graphite bipolar plates cannot be used in PEMEC, either nickel coated graphite due to heavy corrosion in the anodic region. Electrolysis by a PEMEC is possible, however, the choice of materials for the anode region defines the reliability of the method. The 3XX series stainless steel showed the best results with commercial production levels from 75 to 85 mL.cm-2.min-1 H2 at room temperature, with a potential of -1.9 V. Experiments were made in PEMEC steel AISI 310 which showed good performance to produce H2, but as the corrosion occurred, the process become inadequate after 6 hours of operation. Analysis by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in this PEMEC with bipolar steel plates was made to study the increase of the cell components resistances along a sequence of events in a process of anode corrosion.

Neste trabalho foi investigado o efeito de vários tratamentos para modificação da superfície na resistência à corrosão do alumínio AA1050 com o objetivo de identificar um potencial substituto ao tratamento de cromatização. Os tratamentos adotados consistiram inicialmente de polimento da superfície até acabamento 1 m, seguido por uma etapa comercial. Este tratamento foi utilizado como preparação preliminar da superfície, anterior aos demais tratamentos testados. Amostras com o tratamento preliminar foram submetidas a diferentes tratamentos de modificação da superfície, especificamente, imersão em solução com moléculas auto-organizáveis (SAM) à base de difosfonato, imersão em água fervente para acelerar o crescimento de óxido-hidróxido de alumínio; uma combinação destes dois últimos tratamentos e cromatização em solução à base de cromo hexavalente. O comportamento de corrosão do alumínio AA1050 submetido aos diferentes tipos de tratamentos foi investigado por ensaios eletroquímicos como: medidas de potencial a circuito aberto em função do tempo de imersão, espectroscopia de impedância eletroquímica e ensaios de polarização potenciodinâmica. Utilizou-se solução de 0,5 M de Na2SO4 como meio corrosivo, tamponada a pH = 4,0. Microscopia eletrônica de varredura e análises semi-quantitativas de espectroscopia de energia dispersiva também foram utilizadas como medidas complementares nessa investigação. Observou-se que o tratamento com moléculas auto-organizáveis não se mostrou eficiente para proteção à corrosão para longos períodos de tempo em comparação aos demais tratamentos. A proteção fornecida pelos tratamentos, SAM e em solução a base de cromo hexavalente foi inferior à esperada. A etapa de boemitização ou crescimento acelerado de óxido-hidróxido de alumínio em água fervente se mostrou uma etapa essencial para aumento do desempenho frente à corrosão do alumínio AA1050. Os resultados obtidos para amostras submetidas ao tratamento de aceleração do crescimento de óxi-hidróxido seguido por imersão em solução com moléculas auto-organizáveis proporcionou uma melhora significativa na resistência à corrosão da superfície comparada aos demais tratamentos. / The aim of this work is to investigate the effect of various treatments for surface modification on the corrosion resistance of the aluminum AA1050. All the samples were firstly exposed to a preliminary surface treatment that consisted of surface polishing, up to a finishing of 1 m, succeeded by degreasing in two alkaline solutions and finally deoxidizing in an acid solution. This treatment was used as a preliminary surface preparation and adopted as a reference for comparison with the others. After this treatment, samples were exposed to various treatments for surface modification, specifically, immersion for 3 hours in a solution with self assembling molecules based on diphosphonates (SAM), immersion in boiling water for 20 minutes to promote bohemite growth (bohemitization); a combination of these two last treatments (bohemitization+SAM) and passivation in an hexavalent chromium solution. The objective was to investigate the potential of the tested treatments to replace the ones based on hexavalent chromium that generates toxic residues. The corrosion behavior of AA1050 aluminum samples with the various surface treatments was investigated by electrochemical methods such as: open circuit potential measurements, electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization curves. The electrolyte used was a 0.5 mol L-1 Na2SO4 solution, buffered to pH = 4.0. Surface characterization techniques, such as scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy were also used in this investigation. The results showed that the treatment with self assembling molecules was not effective to protect the AA1050 aluminum for long periods of exposure to the electrolyte comparatively to the other surface treatments tested. The effect of SAM treatment or passivation with hexavalent chromium solution on the AA1050 aluminum corrosion resistance was unexpected. The bohemitization treatment that consisted of favoring oxide-hydroxide growth by immersion in boiling water increased the corrosion resistance of the AA1050 aluminum, but the highest corrosion resistance was associated to the treatment that combined bohemitization with SAM treatment.

Neste trabalho foi investigado o efeito de vários tratamentos para modificação da superfície na resistência à corrosão do alumínio AA1050 com o objetivo de identificar um potencial substituto ao tratamento de cromatização. Os tratamentos adotados consistiram inicialmente de polimento da superfície até acabamento 1 m, seguido por uma etapa comercial. Este tratamento foi utilizado como preparação preliminar da superfície, anterior aos demais tratamentos testados. Amostras com o tratamento preliminar foram submetidas a diferentes tratamentos de modificação da superfície, especificamente, imersão em solução com moléculas auto-organizáveis (SAM) à base de difosfonato, imersão em água fervente para acelerar o crescimento de óxido-hidróxido de alumínio; uma combinação destes dois últimos tratamentos e cromatização em solução à base de cromo hexavalente. O comportamento de corrosão do alumínio AA1050 submetido aos diferentes tipos de tratamentos foi investigado por ensaios eletroquímicos como: medidas de potencial a circuito aberto em função do tempo de imersão, espectroscopia de impedância eletroquímica e ensaios de polarização potenciodinâmica. Utilizou-se solução de 0,5 M de Na2SO4 como meio corrosivo, tamponada a pH = 4,0. Microscopia eletrônica de varredura e análises semi-quantitativas de espectroscopia de energia dispersiva também foram utilizadas como medidas complementares nessa investigação. Observou-se que o tratamento com moléculas auto-organizáveis não se mostrou eficiente para proteção à corrosão para longos períodos de tempo em comparação aos demais tratamentos. A proteção fornecida pelos tratamentos, SAM e em solução a base de cromo hexavalente foi inferior à esperada. A etapa de boemitização ou crescimento acelerado de óxido-hidróxido de alumínio em água fervente se mostrou uma etapa essencial para aumento do desempenho frente à corrosão do alumínio AA1050. Os resultados obtidos para amostras submetidas ao tratamento de aceleração do crescimento de óxi-hidróxido seguido por imersão em solução com moléculas auto-organizáveis proporcionou uma melhora significativa na resistência à corrosão da superfície comparada aos demais tratamentos. / The aim of this work is to investigate the effect of various treatments for surface modification on the corrosion resistance of the aluminum AA1050. All the samples were firstly exposed to a preliminary surface treatment that consisted of surface polishing, up to a finishing of 1 m, succeeded by degreasing in two alkaline solutions and finally deoxidizing in an acid solution. This treatment was used as a preliminary surface preparation and adopted as a reference for comparison with the others. After this treatment, samples were exposed to various treatments for surface modification, specifically, immersion for 3 hours in a solution with self assembling molecules based on diphosphonates (SAM), immersion in boiling water for 20 minutes to promote bohemite growth (bohemitization); a combination of these two last treatments (bohemitization+SAM) and passivation in an hexavalent chromium solution. The objective was to investigate the potential of the tested treatments to replace the ones based on hexavalent chromium that generates toxic residues. The corrosion behavior of AA1050 aluminum samples with the various surface treatments was investigated by electrochemical methods such as: open circuit potential measurements, electrochemical impedance spectroscopy and potentiodynamic polarization curves. The electrolyte used was a 0.5 mol L-1 Na2SO4 solution, buffered to pH = 4.0. Surface characterization techniques, such as scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy were also used in this investigation. The results showed that the treatment with self assembling molecules was not effective to protect the AA1050 aluminum for long periods of exposure to the electrolyte comparatively to the other surface treatments tested. The effect of SAM treatment or passivation with hexavalent chromium solution on the AA1050 aluminum corrosion resistance was unexpected. The bohemitization treatment that consisted of favoring oxide-hydroxide growth by immersion in boiling water increased the corrosion resistance of the AA1050 aluminum, but the highest corrosion resistance was associated to the treatment that combined bohemitization with SAM treatment.

O uso do hidrogênio produzido pela água como vetor energético pode ser uma das soluções encontradas para evitar emissões de poluentes por ser uma energia limpa e renovável. Produzir o hidrogênio por intermédio de uma célula eletrolítica a membrana trocadora de prótons (PEMEC) é uma alternativa vantajosa, pois a forma sólida da membrana garante uma densidade de corrente elétrica maior comparada à eletrólise alcalina convencional, além de outras vantagens, como por exemplo, a relativa facilidade para manutenção. Os estudos presentes neste trabalho partiram da configuração de uma célula a combustível a membrana trocadora de prótons (PEMFC), entretanto, os dois tipos de células necessitam de materiais e catalisadores diferentes. Testes revelaram que placas bipolares de grafite da PEMEC não podem ser usadas, tampouco as de grafite cobertas com níquel devido à forte corrosão ocorrida na região anódica. A eletrólise por uma PEMEC é possível, no entanto, a escolha de materiais para a região anódica define a confiabilidade do método. Os aços inoxidáveis da série 3XX apresentaram os melhores resultados com níveis comerciais de produção de 75 a 85 mL.cm-2.min-1 de H2 em temperatura ambiente, com potencial de -1,9 V. Fizeram-se experimentos em PEMEC de aço AISI 310 que mostraram bom desempenho, mas ocorrendo corrosões e inviabilizando a continuidade do processo após 6h de operação. Análise por espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) na PEMEC desse aço foi feita para se estudar o aumento resistivo dos componentes da célula ao longo de uma sequência de eventos em um processo corrosivo do ânodo. / The use of hydrogen produced by water as energy vector can be one of the solutions to prevent emissions of pollutants because it is a clean and renewable energy. To produce hydrogen through a proton exchange membrane electrolytic cell (PEMEC) is an advantageous alternative, because the membrane as a solid structure ensures a higher electrical current density compared to conventional alkaline electrolysis, among other advantages, such as a relative ease of maintenance. The studies in this work started from the configuration of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), however, both cell types require different materials and catalysts. Tests revealed that graphite bipolar plates cannot be used in PEMEC, either nickel coated graphite due to heavy corrosion in the anodic region. Electrolysis by a PEMEC is possible, however, the choice of materials for the anode region defines the reliability of the method. The 3XX series stainless steel showed the best results with commercial production levels from 75 to 85 mL.cm-2.min-1 H2 at room temperature, with a potential of -1.9 V. Experiments were made in PEMEC steel AISI 310 which showed good performance to produce H2, but as the corrosion occurred, the process become inadequate after 6 hours of operation. Analysis by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) in this PEMEC with bipolar steel plates was made to study the increase of the cell components resistances along a sequence of events in a process of anode corrosion.

Nos últimos anos, as indústrias têm mostrado muito interesse em procurar sistemas de pinturas que possam ser mais eficientes na proteção do substrato metálico. Os sistemas comuns de pinturas criam uma barreira passiva sobre substrato que evita o contato com a água e outras espécies agressivas. No entanto, a degradação do revestimento pode ocorrer como consequência de fatores externos como radiação UV, temperatura ou ação mecânica. Por este motivo, pesquisadores têm buscado sistemas de pintura com proteção ativa que sejam capazes de se autorreparar (self-healing), levando o substrato a um tempo de vida em serviço mais prolongado. Uma maneira para atingir este efeito ativo é a incorporação de sistemas de nanocontainers ou nanorreservatórios com material ativo encapsulado (inibidores de corrosão) na matriz do revestimento. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito na resistência à corrosão do aço carbono ABNT 1020 numa solução de NaCl 0,01 mol/L quando seja submetido a um prétratamento com camada de tinta alquídica aditivada com nanocontainers contendo o inibidor de corrosão dodecilamina. Três tipos de nanocontainers foram avaliados: 1) nanocontainers a base de nanopartículas de sílica revestida com diferentes camadas de polieletrólitos. 2) nanocontainers a base do mineral haloisita. 3) nanocontainers a base de uma sílica mesoporosa com arranjo ordenado hexagonal tipo SBA-15. Também foi estudada a cinética de liberação do inibidor dodecilamina dos diferentes tipos de nanocontainers usando a técnica de impedância eletroquímica. Os métodos eletroquímicos utilizados para avaliar a resistência a corrosão e o efeito de autorreparação ou self healing foram a técnica de varredura do eletrodo vibratório (SVET) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), obtidas em solução aerada de NaCl 0,01 mol/L para chapas de aço carbono revestidas. Testes acelerados de corrosão numa câmara de névoa salina (SSC) foram realizados seguindo a norma ASTM B 117-11. As imagens de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão foram obtidas para conhecer a estrutura e morfologia dos nanocontainers e o aspecto dos corpos de prova pintados. A caracterização da sílica mesoporosa foi realizada por termogravimetria (TGA), adsorção e dessorção de nitrogênio e difração de raios-X. Os estudos de cinética de liberação do inibidor foram realizados numa solução de NaCl 0,1 mol/L a diferentes valores de pH (2, 9 e 6.2) e contendo 1% m/m de nanocontainers carregados com inibidor dodecilamina, onde foi possível demonstrar que a pH 2 a velocidade de liberação do inibidor foi maior para os três tipos de nanocontainers estudados. Com relação aos resultados de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e técnica de varredura com eletrodo vibratório (SVET) para os corpos de prova revestidos com uma tinta alquídica contendo 10 % m/m de nanopartículas de sílica obtidas por Lb-L ou haloisita e 15 % m/m de sílica mesoporosa foi comprovado o efeito selfhealing da tinta pela liberação do inibidor dodecilamina encapsulado dentro da estrutura do nanocontainer. Este efeito também foi notado nos testes de névoa salina, onde o inibidor de corrosão é liberado pelo abaixamento do pH nas regiões anódicas ou de corrosão retardando o processo de corrosão na região do defeito. / In the last years, the industries have shown much interest in searching painting systems that may be more effective in protecting the metallic substrate. Common painting systems create a passive barrier over the substrate that avoids contact with the water and other aggressive species. However, degradation of the coating may occur as a result of external factors such as UV radiation, temperature or mechanical action. For this reason, researchers have sought paint active protection systems that are able to self-repair (self-healing) leading to a longer lifetime of the substrate. One way to achieve this active effect is the incorporation of nanocontainer systems with encapsulated active material (corrosion inhibitors) to the coating matrix. The objective of this study is to evaluate the effect on corrosion resistance of carbon steel ABNT 1020 in aerated 0.1 mol/L NaCl solution when it is subjected to a pretreatment with alkyd paint layer doped with nanocontainers containing dodecylamine as corrosion inhibitor. Three types of nanocontainers were evaluated: 1) SiO2 nanoparticles coated with polyelectrolytes multilayers. 2) halloysite nanoparticles. 3) type SBA-15 mesoporous silica particles of. The kinetics of release of the inhibitor dodecylamine from the different types of nanocontainers was also determined indirectly using electrochemical impedance spectroscopy technique. Electrochemical measurements were performed to evaluate the self-healing effect of coated carbon steel panels after a provoked defect with scanning vibrating electrode technique (SVET) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), all measurements were performed in an aerated NaCl 0.01 mol/L solution. Accelerated corrosion tests in salt spray chamber (SSC) were also carried out following the prescriptions of ASTM B 117-11 standard. The images from optical, scanning electron and transmission electron microscopy were obtained to show the morphology and structure of the nanocontainers and the aspect of coated samples. The characterization of mesoporous silica was made by transmission electron microscopy, thermogravimetry (TGA), adsorption/desorption of N2 and X-ray diffraction. Kinetic studies of the release of encapsulated corrosion inhibitor were performed in NaCl 0.1 mol/L solution at different pH values (2, 9 and 6.2) containing 1 wt. % of dispersed nanocontainers loaded with dodecylamine inhibitor, and it was possible to confirm that at pH 2 condition the release of inhibitor was more efficient in comparison to other pH conditions (9 and 6.2). On the other hand, the results obtained by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and scanning vibrating electrode technique (SVET) of the coated carbon steel panels with alkyd paint loaded with 10 wt. % (SiO2 nanoparticles or halloysite) and 15 wt. % (mesoporous silica) has proven the self-healing effect by the release of corrosion inhibitor from nanocontainers on the defect area triggered by the pH decrease typical of anodic or corroding areas. This self-healing and protective effect was also noticed in salt spray tests, where the corrosion inhibitor was released slowing down the corrosion process on the defective region.

Text in Afrikaans / Die herscomgestelde gesin word in hierdie navorsingstudie ondersoek as 'n kompleksa alternatiewe gesinstruktuur met eiesoortige strukturele kenmerke, probleemarecs en rituele wat nie aan die norm von die kerngesin ontleen kan word nie. In die literotuuroorsig word hierdie aspekte van nader beskou en tot die gevolgtrekking gekom dot die belangrike rol van die eie ouer in die hersoomgestelde gesin grootliks misgekyk word. Die verbondenheid van die eie ouer aan beide die ouer-kind- en die nuwe egpoorsisteme mack ditvir hom/hoar moontlik om 'n sleutelrol te vervul tydens gesinsinteroksies, eenheidsvorming en die opvoedingsgebeure in die hersoamgestelde gesin. Dit is moontlik vir die eie ouer om vanuit 'n unieke posisie as 'n buffer te dien in die problemotiese stiefouer-stiefkindverhoudinge. Hierdie maontlikheid bestaon egter slegs indien die eie ouer oor voldoende kennis, insig en voardighede beskik. 'n Uitgebreide kwalitatiewe ondersoek aan die hand van semi-gestruktureerde onderhoude met die lede van ses hersaamgestelde gesinne het die volgende tendense aan die lig gebring: • Eie overs verwag van nuwe egliede om kinders in die hersaamgestelde gesin uit die staanspoor te aanvoor en lief te he. • Eie overs koester konflikterende gevoelens ten opsigte van die dissiplinering van hul kinders deur die stiefouer. • Eie ouers, sfiefouers en kinders in hersaamgestelde gesinne goon dikwels gebuk onder d\e los van onverwerkte gevoelens van verdriet en verlies. • Die hantering van finansies ten opsigte van inwonende eie en stiefkinders, asook nie-inwonende kinders en vorige egliede skep spanning en bemoeilik goeie verhoudinge. • Eie ouers is dikwels so verdeeld tussen die belange van nul kinders en die van hul nuwe moats dot hulle dit moeilik vind om in 'n tweede huwelik 'n betekenisvolle verhouding met hul nuwe lewensmaat op te bou. Genoemde tendense het 'n bepolende rol gespeel in die ontwikkeling von 'n begeleidingsprogram vir eie ouers. Agt sessies met doelwitte geboseer op hierdie probleemoreas is gestruktureer om die eie ouer met noodsaaklike kennis en vaardighede toe te rus ten opsigte van harmoniese verhoudingstigting en -onderhouding in hersaamgesfelde gesinne. Die begeleidingsprogram is deur middel van 'n fokusgroeponderhoud aan die evaluering von vier ouerpare in hersaamgestelde gesinne onde&Werp en is aon die hand van hul aanbevelings verfyn en gefinaliseer.

Nos últimos anos, as indústrias têm mostrado muito interesse em procurar sistemas de pinturas que possam ser mais eficientes na proteção do substrato metálico. Os sistemas comuns de pinturas criam uma barreira passiva sobre substrato que evita o contato com a água e outras espécies agressivas. No entanto, a degradação do revestimento pode ocorrer como consequência de fatores externos como radiação UV, temperatura ou ação mecânica. Por este motivo, pesquisadores têm buscado sistemas de pintura com proteção ativa que sejam capazes de se autorreparar (self-healing), levando o substrato a um tempo de vida em serviço mais prolongado. Uma maneira para atingir este efeito ativo é a incorporação de sistemas de nanocontainers ou nanorreservatórios com material ativo encapsulado (inibidores de corrosão) na matriz do revestimento. O objetivo deste trabalho é avaliar o efeito na resistência à corrosão do aço carbono ABNT 1020 numa solução de NaCl 0,01 mol/L quando seja submetido a um prétratamento com camada de tinta alquídica aditivada com nanocontainers contendo o inibidor de corrosão dodecilamina. Três tipos de nanocontainers foram avaliados: 1) nanocontainers a base de nanopartículas de sílica revestida com diferentes camadas de polieletrólitos. 2) nanocontainers a base do mineral haloisita. 3) nanocontainers a base de uma sílica mesoporosa com arranjo ordenado hexagonal tipo SBA-15. Também foi estudada a cinética de liberação do inibidor dodecilamina dos diferentes tipos de nanocontainers usando a técnica de impedância eletroquímica. Os métodos eletroquímicos utilizados para avaliar a resistência a corrosão e o efeito de autorreparação ou self healing foram a técnica de varredura do eletrodo vibratório (SVET) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS), obtidas em solução aerada de NaCl 0,01 mol/L para chapas de aço carbono revestidas. Testes acelerados de corrosão numa câmara de névoa salina (SSC) foram realizados seguindo a norma ASTM B 117-11. As imagens de microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão foram obtidas para conhecer a estrutura e morfologia dos nanocontainers e o aspecto dos corpos de prova pintados. A caracterização da sílica mesoporosa foi realizada por termogravimetria (TGA), adsorção e dessorção de nitrogênio e difração de raios-X. Os estudos de cinética de liberação do inibidor foram realizados numa solução de NaCl 0,1 mol/L a diferentes valores de pH (2, 9 e 6.2) e contendo 1% m/m de nanocontainers carregados com inibidor dodecilamina, onde foi possível demonstrar que a pH 2 a velocidade de liberação do inibidor foi maior para os três tipos de nanocontainers estudados. Com relação aos resultados de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) e técnica de varredura com eletrodo vibratório (SVET) para os corpos de prova revestidos com uma tinta alquídica contendo 10 % m/m de nanopartículas de sílica obtidas por Lb-L ou haloisita e 15 % m/m de sílica mesoporosa foi comprovado o efeito selfhealing da tinta pela liberação do inibidor dodecilamina encapsulado dentro da estrutura do nanocontainer. Este efeito também foi notado nos testes de névoa salina, onde o inibidor de corrosão é liberado pelo abaixamento do pH nas regiões anódicas ou de corrosão retardando o processo de corrosão na região do defeito. / In the last years, the industries have shown much interest in searching painting systems that may be more effective in protecting the metallic substrate. Common painting systems create a passive barrier over the substrate that avoids contact with the water and other aggressive species. However, degradation of the coating may occur as a result of external factors such as UV radiation, temperature or mechanical action. For this reason, researchers have sought paint active protection systems that are able to self-repair (self-healing) leading to a longer lifetime of the substrate. One way to achieve this active effect is the incorporation of nanocontainer systems with encapsulated active material (corrosion inhibitors) to the coating matrix. The objective of this study is to evaluate the effect on corrosion resistance of carbon steel ABNT 1020 in aerated 0.1 mol/L NaCl solution when it is subjected to a pretreatment with alkyd paint layer doped with nanocontainers containing dodecylamine as corrosion inhibitor. Three types of nanocontainers were evaluated: 1) SiO2 nanoparticles coated with polyelectrolytes multilayers. 2) halloysite nanoparticles. 3) type SBA-15 mesoporous silica particles of. The kinetics of release of the inhibitor dodecylamine from the different types of nanocontainers was also determined indirectly using electrochemical impedance spectroscopy technique. Electrochemical measurements were performed to evaluate the self-healing effect of coated carbon steel panels after a provoked defect with scanning vibrating electrode technique (SVET) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), all measurements were performed in an aerated NaCl 0.01 mol/L solution. Accelerated corrosion tests in salt spray chamber (SSC) were also carried out following the prescriptions of ASTM B 117-11 standard. The images from optical, scanning electron and transmission electron microscopy were obtained to show the morphology and structure of the nanocontainers and the aspect of coated samples. The characterization of mesoporous silica was made by transmission electron microscopy, thermogravimetry (TGA), adsorption/desorption of N2 and X-ray diffraction. Kinetic studies of the release of encapsulated corrosion inhibitor were performed in NaCl 0.1 mol/L solution at different pH values (2, 9 and 6.2) containing 1 wt. % of dispersed nanocontainers loaded with dodecylamine inhibitor, and it was possible to confirm that at pH 2 condition the release of inhibitor was more efficient in comparison to other pH conditions (9 and 6.2). On the other hand, the results obtained by electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and scanning vibrating electrode technique (SVET) of the coated carbon steel panels with alkyd paint loaded with 10 wt. % (SiO2 nanoparticles or halloysite) and 15 wt. % (mesoporous silica) has proven the self-healing effect by the release of corrosion inhibitor from nanocontainers on the defect area triggered by the pH decrease typical of anodic or corroding areas. This self-healing and protective effect was also noticed in salt spray tests, where the corrosion inhibitor was released slowing down the corrosion process on the defective region.

O objetivo deste trabalho foi a preparação de um revestimento inteligente com resina epóxi, capaz de autorreparar-se quando o sofre um defeito mecânico. A autorreparação é possibilitada pela presença de microcápsulas, dispersas na resina (revestimento de epóxi sem pigmentos) e que contêm no seu núcleo o agente de autorreparação, o óleo de linhaça. Estas cápsulas foram preparadas por uma emulsão de óleo de linhaça em água para formar micelas e sobre estas uma parede ou casca exterior de poliuréia-formaldeído. Para a avaliação da resistência à corrosão e do efeito de autorreparação do revestimento, chapas de aço carbono foram revestidas e avaliadas pela técnica de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) em 0.1molL-1 1 NaCl e também foram avaliadas pelo teste acelerado de corrosão em câmara de névoa salina (SSC). Após a cura do revestimento aditivado com as microcápsulas, aplicado sobre placas de aço carbono, as medidas eletroquímicas de impedância foram realizadas em corpos de prova com um defeito mecânico provocado de forma controlada e reprodutível. Uma célula de três eletrodos foi utilizada. Estas medidas foram efetuadas após 0h, 24h e 48h da execução da incisão ou defeito mecânico. Para comparação, as mesmas medidas foram realizadas com as placas pintadas com o revestimento não-aditivado, com a mesma espessura total de 120 m. Os resultados mostraram que as cápsulas foram quebradas e se liberou o óleo de linhaça, reparando a área da incisão o defeito após pelo menos 24 horas de exposição natural ao ar ambiente. Verificou-se que para as placas revestidas sem defeito, os valores de | Z | mantiveram-se elevados. No entanto, o revestimento sem as microcápsulas, após 24 horas, mostrou uma diminuição considerável no valor de módulo de impedância, |Z|. Assim, usando a técnica de EIE foi possível avaliar quantitativamente o mecanismo de autorreparação do revestimento aditivado com microcápsulas que contêm óleo de linhaça. Os ensaios acelerados de corrosão (SSC) mostraram resultados em estreita concordância com os obtidos por EIE. / The aim of this work was the preparation of a smart coating with epoxy resin which is able to repair itself (self-healing effect) after suffering a mechanical defect. Self-healing is possible due to the presence of microcapsules, dispersed in the resin (clear type epoxy coating) and contain in their core the self-healing agent, the linseed oil. These capsules were prepared in an emulsion of linseed oil in water to form micelles and an outer skin or wall of poly(urea-formaldehyde) was formed. For the corrosion resistance and the self-healing effect evaluation of the coating, carbon steel plates were coated and tested by electrochemical impedance spectroscopy technique (EIS) in 0.1molL-1 NaCl solution and by accelerated corrosion test in salt spray chamber (SSC). After curing of the capsules additivated epoxy based clear coating applied on carbon steel plates, electrochemical impedance measurements were performed on plates with a controlled and reproducible mechanical defect. A three-electrode electrochemical cell was used. These measurements were performed after 0h, 24h and 48h of making the incision or mechanical defect. For comparison, the same measurements were performed with the plates painted with a non- capsules additivated clear coating of the same total thickness of 120 m. The results showed that the capsules were broken and released the linseed oil, which indeed have repaired the incision area after at least 24 hours of natural air aging. It was found that for the plates coated without a defect, the values of impedance modulus, |Z|, remained high. However, the coating without the capsules after 24 hours, showed a considerable decrease in |Z|. So, using EIS it was possible to quantitatively assess the mechanism of self-healing of the additivated coating using microcapsules containing linseed oil. The SSC accelerated corrosion tests showed results in close agreement with those obtained by EIS.

Single crystals of sodium salt of guanosine dihydrate and 9 Ethyl Guanine were X-irradiated with the objective of identifying the radical products. Study with K-band EPR, ENDOR, and ENDOR-Induced EPR techniques indicated at least four radical species to appear in both crystals in the temperature range of 6K to room temperature. Three of these radicals (Radicals R1, R2, and R3) were present immediately after irradiation at 6K. Computational chemistry and EPR spectrum simulation methods were also used to assist in radical identifications. Radical R1, the product of net hydrogen addition to N7, and Radical R2, the product of electron loss from the parent molecule, were observed in both systems. Radical R3, in Na+.Guanosine-.2H2O, is the product of net hydrogen abstraction from C1' of ribose group and radical R3 in 9EtG was left unassigned due to insufficient experimental data. Radical R4, the C8-H addition radical, was also detected in both systems. For Na+.Guanosine-.2H2O, R4 was observed after warming the irradiated crystals to the room temperature. But for the 9EtG crystals the corresponding radical form was detected after irradiation at room temperature. Density functional theory (DFT) based computational studies was conducted to investigate the radical formation mechanisms and their stability. Here possibilities of proton transfers from the neighboring molecules were considered. The first approach was to consider the proton affinities of the acceptor sites and deprotonation enthalpies of the donor sites. This approach supported the formation of radicals observed in both systems. The second approach, applied only to the 9EtG system, was based on proton transfers between 9EtG base-pair anion and cation radicals. Even though the charge and spins were localized as expected, the computed thermodynamic data predicted that the proton transfer processes are unfavorable for both anionic and cationic base-pairs. This indicates the need for additional work to draw final conclusions. In addition, DFT methods were used to compute the geometries and hyperfine coupling constants of 9EtG derived radicals in both single molecule and cluster models. The calculated results agreed well with the experimental results.

When proteins and DNA interact, arginine and lysine are the two amino acids most often in close contact with the DNA. In order to understand the radiation damage to DNA in vivo, which is always associated with protein, it is important to learn the radiation chemistry of arginine and lysine independently, and when complexed to DNA. This work studied X-irradiated single crystals of L-lysine monohydrochloride dihydrate (L-lysine·HCl·2H2O) and L-arginine monohydrochloride monohydrate (L-arginine·HCl·H2O) with EPR, ENDOR, EIE techniques and DFT calculations. In both crystal types irradiated at 66K, the carboxyl anion radical and the decarboxylation radical were detected. DFT calculations supported these assignments. Specifically, the calculations performed on the cluster models for the carboxyl anion radicals reproduced the proton transfers to the carboxyl group from the neighboring molecules through the hydrogen bonds. Moreover, computations supported the identification of one radical type as the guanidyl radical anion with an electron trapped by the guanidyl group. In addition, the radical formed by dehydrogenation of C5 was identified in the L-arginine·HCl·H2O crystals irradiated at 66K. For both crystal types, the deamination radicals and the dehydrogenation radicals were identified following irradiation at 298K. Different conformations of main-chain deamination radicals were detected at 66K and at 298K. In L-lysine·HCl·2H2O, these conformations are the result of the different rotation angles of the side chain. In L-arginine·HCl·H2O, one conformation at 66K has no O-H dipolar protons while the others have two O-H dipolar protons. In L-lysine·HCl·2H2O, two radicals with very similar sets of hyperfine couplings were identified as the result of dehydrogenation from C3 and C5. Two other radicals in low concentration detected only at 66K, were tentatively assigned as the radical dehydrogenated from C3 and the side-chain deamination radical. In L-argnine·HCl·H2O, the radicals from dehydrogenation at C5 and C2 also were identified. DFT calculations supported these assignments and reproduced conformations of these radicals.Finally, based on the radicals detected in the crystal irradated at 66K and at 298K, the annealing experiments from the irradiation at 66K, and the previous studies on the irradiated amino acids, the mechanisms of the irradiation damage on lysinie and arginine were proposed.