A wide variety of tunable physio-chemical properties make ZnO nanowires a promising candidate for functional device applications. Although bottom-up grown nanowires are producible in volume, their high-throughput device integration requires control over dimensions and, more importantly, of precise placement. Thus development of top-down fabrication routes with accurate device positioning is imperative and hence pursued in this thesis. ZnO thin film transistors (TFT) were fabricated using solution based precursor zinc neodecanoate. A range of ZnO thin films were prepared by varying process parameters, such as precursor concentrations and annealing temperatures, and then analysed for their optical and electrical characteristics. ZnO TFTs prepared from a 15 % precursor concentration and annealing at 700 $^\circ$C exhibited best device performance with a saturation mobility of 0.1 cm$^2$/V.s and an on/off ratio of 10$^7$. Trap limited conduction (TLC) transport was found to be dominant in these devices. A direct-write electron beam lithography (EBL) process was developed using zinc naphthenate and zinc neodecanoate precursors for the top-down synthesis of ZnO nanowires. Nanoscale ZnO patterns with a resolution of 50 nm and lengths up to 25 $\mu$m were fabricated. A linear mobility of 0.5 cm$^2$/V.s and an on/off ratio of $\sim$10$^5$ was achieved in the micro-FETs with 50 $\mu$m channel width. Interestingly, on scaling down the ZnO channel width down to 100 nm, almost two orders of magnitude enhancement in the linear mobility was observed, which reached $\sim$33.75 cm$^2$/V.s. Such increment in the device performance was attributed to the formation of larger grains and thus reduction in the grain-boundary scattering. Six volatile organic compounds (VOCs) were sensed at room temperature using the direct-write EBL fabricated ZnO devices under UV sensitisation. As the surface-to-volume ratio increases with the decreasing channel width (from 50 $\mu$m to 100 nm), sensing response of the ZnO devices becomes more significant. Ppm level detection of various VOCs was observed; with a 25 ppm level Anisole detection being the lowest concentration. Additionally, using 100 nm device, detection of 10 ppm NO$_2$ was achieved at room temperature. The sensing response towards NO$_2$ was found to be increased with UV illumination and sensor temperature. This led to exhibit $\sim$171 % sensing response for a 2.5 ppm level of NO$_2$.

A nacionalização de componentes para a indústria nuclear é de grande importância para o Brasil não só pela diminuição de custo como também pela absorção de tecnologia incorporada no desenvolvimento dos materiais e processos envolvidos. A grade espaçadora fabricada em tiras de Inconel 718 e soldada por feixe de elétrons é um desses componentes que não são fabricados no Brasil e constituem papel fundamental na estrutura do Elemento Combustível. Na realização deste projeto foram empregadas tiras de Inconel 718, fornecidas pelas Indústrias Nucleares do Brasil S.A. - INB. Inicialmente as tiras no estado anterior à soldagem foram caracterizadas através de análise química, ensaios de tração e avaliação microestrutural por microscopia óptica e eletrônica. Após montagem das tiras em arranjos adequados para execução dos ensaios, os corpos de prova foram soldados por feixe de elétrons em vácuo (<= 5?10-4 mbar) variando-se os principais parâmetros envolvidos no processo, como a corrente do feixe, corrente de focalização e tempo de soldagem. As juntas soldadas foram avaliadas quanto à geometria do cordão obtido e mecanicamente através de ensaio de dureza e de cisalhamento, objetivando determinar a força máxima anterior à ruptura. Este último realizou-se em uma máquina de tração convencional usando corpo de prova adaptado. Também foram realizadas avaliações por microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV) acoplada a um espectrômetro de massa por energia dispersiva (EDS) para evidenciar as principais características microestruturais do cordão de solda, como a presença e morfologia das fases constituintes e a extensão e zonas de transição presentes. Posteriormente à definição dos parâmetros de soldagem a serem empregados, foram realizados tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento para diferentes ciclos térmicos. As amostras resultantes dos diferentes ciclos térmicos também foram caracterizadas através dos procedimentos descritos anteriormente, com o objetivo de se definir quais condições aplicadas no tratamento térmico resultaram em propriedades mais adequadas ao produto. A partir dos resultados obtidos, tornou-se possível correlacionar a influência da soldagem e do tratamento térmico com a evolução da microestrutura e das propriedades mecânicas avaliadas. Tais resultados auxiliarão na definição de parâmetros de processo a serem empregados pelas Indústrias Nucleares do Brasil S.A. na fabricação do componente citado. / The nationalization of componets for the nuclear industry is very important to Brazil, not only for the cost reduction, but also for the technological gain when materials and process are developed. The spacer grid fabricated with Inconel 718 and welded by electron beam is one of this components which is not fabricated in Brazil and it is a very important constituent of the fuel assembly structure. On the development of this project it were employed Inconel 718 straps, supplied by Indústrias Nucleares do Brasil S.A. - INB. Initially, before the welding phase, the straps were characterized by chemical analysis, tensile tests and microstructural evaluation using optical and electron microscopy. After the assembly of the straps in an adequate arrangement for execution of the tests, the test specimen were welded by electron beam in a vacuum (<= 5?10-4 mbar) and the main process parameters were ranged, like the beam current, focusing current and the welding time. The welded joints were evaluated according with the obtained weld filet geometry and it were also mechanically evaluated by the hardness and shear tests, aiming to determine the maximum force before collapse. The shear test was performed on a conventional tensile test machine using an adaptative test specimen. It were done, also, evaluations by optical and scanning electron microscopy (SEM) connected with Energy Dispersive Spectrometry (EDS), to evidence the main microstructural characteristics of the weld filet, like the presence and morfology of the constituent phases, and the presence of transition zones. After the definition of these weld parameters to be employed, it were done annealing and aging thermal treatments for differents thermal cycles. The resultings samples of the differents thermal cycles were also characterized by the procedures described earlier, with the purpose to define which condition used for the thermal treatment resulted in more suitable properties for the product. With the obtained results, it become possible to correlate the influence of welding and the thermal treatment with the microstructural evolution and the evaluated mechanical properties. Such results will help Indústrias Nucleares do Brasil S.A. - INB to define the employed parameters in the manufacture process of this component.

As indústrias têxteis desempenham um importante papel na economia nacional e mundial. Entretanto, do ponto de vista ambiental, suas atividades são consideradas como potencialmente poluidoras e utilizadoras de recursos naturais. Os corantes azo reativos são os principais corantes utilizados no setor para o tingimento do algodão no Brasil e no mundo. Devido à sua baixa fixação à fibra e a variações no processo de produção, cerca de 30 % da concentração inicial utilizada nos banhos de tingimento são perdidos e vão compor o efluente final. Esses compostos apresentam uma baixa biodegradabilidade e elevada solubilidade em água e, por isso, não são completamente removidos pelos processos biológicos convencionais. Os corantes quando descartados sem tratamento adequado no corpo dágua receptor podem causar modificações estéticas, alterar a fotossíntese e a solubilidade dos gases, além de serem tóxicos e genotóxicos para a biota. Os principais objetivos do trabalho foram avaliar a toxicidade e genotoxicidade de dois diferentes corantes azo reativos (Remazol Preto B RPB e Remazol Alaranjado 3R R3AR) e a eficiência de redução da cor e toxicidade após o uso da radiação com feixe de elétrons. Também foi analisada a toxicidade dos corantes em diferentes formas químicas, que podem ser encontradas nos efluentes. Os ensaios de toxicidade aguda realizados com Vibrio fischeri, Daphnia similis e Biomphalaria glabrata evidenciaram diferentes padrões de resposta para os corantes. Os dois corantes em suas formas químicas foram levemente tóxicos para Vibrio fischeri, com exceção da forma vinilsulfona do corante RPB que foi tóxico (CE(I)5015min = 6,23 mg L-1). Nos ensaios com Daphnia similis, o corante RPB foi levemente tóxico na sua forma original, sulfatoetilsulfona (CE(I)5048h = 91,25 mg L-1) e não apresentou toxicidade nas demais formas químicas. Entretanto, o corante RA3R foi tóxico para o dafnídeo, sendo muito tóxico na forma vinilsulfona (CE(I)5048h = 0,54 mg L-1). Não foi observada toxicidade nos ensaios com o organismo Biomphalaria glabrata. A toxicidade crônica foi avaliada com o organismo Ceriodaphnia dubia e o corante RPB apresentou valores de CENO e CEO iguais a 12,5 e 25 mg L-1, respectivamente, para a forma sulfatoetilsulfona. Após a hidrólise do corante (vinilsulfona e hidroxietilsulfona) foi observado um aumento os valores obtidos de CENO e CEO. Não foi verificado efeito crônico para o corante R3AR e suas formas químicas. O teste do cometa adaptado para o caramujo Biomphalaria glabrata foi utilizado para avaliar a genotoxicidade dos corantes. O corante RPB apresentou genotoxicidade nas concentrações mais elevadas (1 e 2 g L-1), com valores de dano quantitativo de 117 e 112 e o R3AR não foi genotóxico. O uso da radiação com feixes de elétrons demonstrou eficácia na remoção da cor dos corantes. Com a dose de 10 kGy foi possível uma redução de 97,64 % para RPB e de 96,8 % para R3AR. Após irradiação do corante RPB com a dose de 10 kGy foi evidenciada uma redução de 59,52 % da toxicidade aguda avaliada com Vibrio fischeri. Nas demais doses não houve redução significativa, assim como na avaliação com Daphnia similis, onde os valores de CE(I)5048h obtidos foram menores que o corante não irradiado. O corante R3AR apresentou diminuição da toxicidade mais acentuada após a radiação quando comparado com o RPB, com reduções de 82,95 % (V. fischeri) e 71,26 % (D. similis) com 10 kGy. / The textile industries play an important role in national and global economy. But, their activities are considered potentially polluting. The use of large volumes of water and the production of colored wastewater with high organic matter are among the main issues raised, especially during the stage of dyeing and washing of the textile process. The reactive azo dyes are the main colors used in the industry for dyeing of cotton in Brazil and worldwide. Because of its low setting and variations in the fiber production process, about 30% of the initial concentration used in the dyeing baths are lost and will compose the final effluent. These compounds have a low biodegradability, are highly soluble in water and therefore are not completely removed by conventional biological processes. In addition, other processes do not promote degradation but the tranference to solid environment. The dyes discarded without treatment in the water body can cause aesthetic modifications, alter photosynthesis and gas solubility, as well as being toxic and genotoxic. The main objectives of this study were to evaluate the toxicity and genotoxicity of two reactive azo dyes (Remazol Black B - RPB and Remazol Orange 3R R3AR) and the percentage of color and toxicity reduction after the use of electron beam radiation. The acute toxicity assays performed with Vibrio fischeri, Daphnia similis and Biomphalaria glabrata showed different response patterns for dyes. The different chemical forms of dyes were slightly toxic to Vibrio fischeri and only the RPB dye (vinylsulphone) was toxic (EC5015min = 6,23 mg L-1). In tests with Daphnia similis, the dye RPB was slightly toxic in its patern form, sulphatoethylsulphone, (CE5048h = 91,25 mg L-1) and showed no toxicity in other chemical forms. However, the RA3R dye was toxic to the dafnids and the vinylsulphone form very toxic (EC5048h = 0,54 mg L-1). No toxicity was observed in Biomphalaria glabrata assays. Chronic toxicity was assessed with the organism Ceriodaphnia dubia and the NOEC and OEC values of RPB dye (sulphatoethylsulphone) were 12.5 and 25 mg L-1, respectively. After hydrolysis of the dye (vinylsulphone and hydroxyethylsulphone) was shown to increase the values obtained from the NOEC ans OEC. There was no chronic effect for the R3AR dye and its chemical forms to C. dubia. The comet assay adapted to hemocytes of Biomphalaria glabrata was used to assess the genotoxicity of the dyes. The RPB dye was genotoxic at highest concentrations (1 and 2 g L-1), with quantitative values of DNA damage equal to 117 and 112 and the R3AR dye was not genotoxic. The use of radiation with electron beams have proven effective in removing the color dyes. With a dose of 10 kGy a reduction of 97.64% and 96.8% for R3AR and RPB, respectively, was achievied. Possibly, the color removal was mainly due to the interaction of reactive species such as hydroxyl radicals generated in the radiolysis of water after the radiation beam of electrons. After radiation of the RPB dye a dose of 10 kGy reduced 59.52 % of the acute toxicity measured with Vibrio fischeri. For the other doses there was no significant reduction, as well as with Daphnia similis, where the values of EC5048h obtained were smaller than the non-irradiated dye. The R3AR dye showed better decreased toxicity after radiation when compared with the RPB, with reductions of 82.95% (V. fischeri) and 71.26% (D. similis) with 10 kGy.

O bagaço de cana de açúcar é uma fonte de energia renovável e matéria prima promissora na produção de biocombustível, pois representa cerca de 30% de glicose contida na planta com potencial de ser hidrolisado e convertido em etanol. Os principais constituintes do bagaço de cana são a celulose, formada por cadeia linear de glicose, a hemicelulose, um polímero amorfo constituído de xilose, arabinose, galactose e manose e a lignina, um polímero complexo formado por unidades de fenilpropanos que atuam como revestimento impermeabilizante nas fibras, difícil de ser removido por sua característica recalcitrante. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência da irradiação com feixe de elétrons como pré-tratamento do bagaço de cana para hidrólise enzimática da celulose. O pré-tratamento do bagaço de cana é uma das etapas mais importante para torná-lo economicamente viável e competitivo na produção de energia. Como pré-tratamento o processamento por feixe de elétrons pode fragilizar a estrutura da hemicelulose e lignina, pela ação de radicais altamente reativos que quebram as ligações químicas, reduzindo o grau de polimerização das fibras. Foram avaliados os efeitos da radiação na estrutura e composição do bagaço, assim como a combinação do processamento por feixe de elétrons com o pré-tratamento de esplosão à vapor. Para hidrólise enzimática utilizou-se enzimas comerciais fornecidas pela Novozymes. O processamento por feixe de elétrons levou a alterações na estrutura e composição do bagaço de cana aumentando a solubilidade pela degradação de celulose alfa e hemicelulose e aumentando também o rendimento da hidrólise enzimática. No caso do bagaço explodido, não houve alteração no rendimento da hidrólise enzimática, mas o processamento por feixe de elétrons promoveu uma redução de 67% no furfural, que é formado no processo de explosão a vapor. / The sugar cane bagasse is a renewable energy source and a raw material promise in the biofuel production, once represents about 30% of glucose contained in the plant with the potential to be hydrolyzed and then converted to ethanol. The bagasse is composed of cellulose, straight chain of glucose, of hemicellulose, an amorphous polymer consisting of xylose, arabinose, galactose, and mannose, and of lignin, a complex polymer consisting of fenilpropans units that acts as waterproof coating on the fibers, which is hard to remove due its recalcitrant nature. The aim of this work was to study the electron beam processing as a pretreatment of sugarcane bagasse to enzymatic hydrolysis of cellulose. The pretreatment of sugarcane bagasse is one of the most importante steps to make this material economically viable and competitive on the energy production. As a pretreatment the electron beam processing can weak the hemicellulose and lignin structures by the action highly reactive radicals that breaks the links, reducing the degree of polymerization fibers. It was evaluated the chemical and structural modifications on fibers caused by the irradiation, the enzymatic hydrolysis of electron beam as the only pretreatment and combined to steam explosion. For enzymatic hydrolysis it was used the commercial enzymes from Novozymes. The radiation processing promotes changes in structure and composition of sugarcane bagasse, increasing the solubility, that is related to hemicellulose and cellulose cleavage, and also increasing the enzymatic conversion yield. In the case of exploded bagasse there is no changes in the enzymatic hydrolysis yield, however the electron beam processing promoted a 67% reduction of furfural, that is formed in the steam explosion process.

Selective electron beam melting (SEBM) is a promising powder bed Additive Manufacturing technique for near-net-shape manufacture of high-value titanium components. An extensive research program has been carried out to characterise in 3D the size, volume fraction, and spatial distribution of the pores in model samples, using X-ray computed tomography (XCT), and correlate them to the SEBM process variables. The average volume fraction of the pores (97.5 %) where fatigue cracks would initiate based on the relative stress intensity factor of all the pores. In contrast, crack growth was found to be insensitive to porosity, which was attributed to the much higher stress concentration generated by the crack in comparison to the pores. Some crack diversion was associated with the local microstructure, with prior β grain boundaries often coincident with crack diversion.

A indústria têxtil está entre uma das principais atividades do Brasil, sendo relevante em número de empregos, quantidade e diversidade de produtos e principalmente pelo volume de água utilizado nos processos industriais e na geração de efluentes. Esses efluentes são misturas complexas que se caracterizam pela presença de corantes, surfactantes, metais, sequestrantes, sais entre outras substâncias químicas com potencial tóxico a biota aquática. Considerando a escassez de tratamentos adequados a esses efluentes, novas tecnologias são essenciais em que se destacam os processos de oxidação avançada como a radiação ionizante por feixe de elétrons. Esse estudo contempla o preparo de um efluente têxtil padrão em laboratório de química têxtil e seu tratamento por feixe de elétrons proveniente de acelerador de elétrons a fim de diminuir a toxicidade e coloração intensa decorrente do corante C.I. Blue 222. O tratamento promoveu diminuição de toxicidade aguda aos organismos expostos, com eficiência de 34,55% para o micro-crustáceo Daphnia similis e de 47,83% para o rotífero Brachionus plicatilis na dose de 2,5 kGy. No ensaio com a bactéria Vibrio fischeri foi obtido o melhor resultado após o tratamento com dose de 5 kGy e eficiência de 57,29%. A redução da cor foi superior a 90% a partir da dose de 2,5 kGy. Neste trabalho também foram realizados ensaios preliminares de toxicidade aguda quanto à sensibilidade dos organismos D. similis e V. fischeri à exposição de alguns dos produtos utilizados no processo de alvejamento e tingimento, além de duas simulações de reuso de água em novos processos têxteis a partir do efluente tratado com feixe de elétrons. / The textile industry is among the main activities Brazil, being relevant in number of jobs, quantity and diversity of products and mainly by the volume of water used in industrial processes and effluent generation. These effluents are complex mixtures which are characterized by the presence of dyes, surfactants, metal sequestering agents, salts and other potentially toxic chemicals for the aquatic biota. Considering the lack of adequate waste management to these treatments, new technologies are essential in highlighting the advanced oxidation processes such as ionizing radiation electron beam. This study includes the preparation of a standard textile effluent chemical laboratory and its treatment by electron beam from electron accelerator in order to reduce the toxicity and intense staining resulting from CI. Blue 222 dye. The treatment caused a reduction in toxicity to exposed organisms with 34.55% efficiency for the Daphnia similis micro-crustacean and 47.83% for Brachionus plicatilis rotifer at a dose of 2.5 kGy. The Vibrio fischeri bacteria obtained better results after treatment with a dose of 5 kGy showing 57.29% efficiency. Color reduction was greater than 90% at a dose of 2.5 kGy. This experiment has also carried out some preliminary tests on the sensitivity of the D. similis and V. fischeri organisms to exposure of some of the products used in this bleaching and dyeing and two water reuse simulations in new textile processing after the treating the effluent with electron beam.

As indústrias têxteis desempenham um importante papel na economia nacional e mundial. Entretanto, do ponto de vista ambiental, suas atividades são consideradas como potencialmente poluidoras e utilizadoras de recursos naturais. Os corantes azo reativos são os principais corantes utilizados no setor para o tingimento do algodão no Brasil e no mundo. Devido à sua baixa fixação à fibra e a variações no processo de produção, cerca de 30 % da concentração inicial utilizada nos banhos de tingimento são perdidos e vão compor o efluente final. Esses compostos apresentam uma baixa biodegradabilidade e elevada solubilidade em água e, por isso, não são completamente removidos pelos processos biológicos convencionais. Os corantes quando descartados sem tratamento adequado no corpo dágua receptor podem causar modificações estéticas, alterar a fotossíntese e a solubilidade dos gases, além de serem tóxicos e genotóxicos para a biota. Os principais objetivos do trabalho foram avaliar a toxicidade e genotoxicidade de dois diferentes corantes azo reativos (Remazol Preto B RPB e Remazol Alaranjado 3R R3AR) e a eficiência de redução da cor e toxicidade após o uso da radiação com feixe de elétrons. Também foi analisada a toxicidade dos corantes em diferentes formas químicas, que podem ser encontradas nos efluentes. Os ensaios de toxicidade aguda realizados com Vibrio fischeri, Daphnia similis e Biomphalaria glabrata evidenciaram diferentes padrões de resposta para os corantes. Os dois corantes em suas formas químicas foram levemente tóxicos para Vibrio fischeri, com exceção da forma vinilsulfona do corante RPB que foi tóxico (CE(I)5015min = 6,23 mg L-1). Nos ensaios com Daphnia similis, o corante RPB foi levemente tóxico na sua forma original, sulfatoetilsulfona (CE(I)5048h = 91,25 mg L-1) e não apresentou toxicidade nas demais formas químicas. Entretanto, o corante RA3R foi tóxico para o dafnídeo, sendo muito tóxico na forma vinilsulfona (CE(I)5048h = 0,54 mg L-1). Não foi observada toxicidade nos ensaios com o organismo Biomphalaria glabrata. A toxicidade crônica foi avaliada com o organismo Ceriodaphnia dubia e o corante RPB apresentou valores de CENO e CEO iguais a 12,5 e 25 mg L-1, respectivamente, para a forma sulfatoetilsulfona. Após a hidrólise do corante (vinilsulfona e hidroxietilsulfona) foi observado um aumento os valores obtidos de CENO e CEO. Não foi verificado efeito crônico para o corante R3AR e suas formas químicas. O teste do cometa adaptado para o caramujo Biomphalaria glabrata foi utilizado para avaliar a genotoxicidade dos corantes. O corante RPB apresentou genotoxicidade nas concentrações mais elevadas (1 e 2 g L-1), com valores de dano quantitativo de 117 e 112 e o R3AR não foi genotóxico. O uso da radiação com feixes de elétrons demonstrou eficácia na remoção da cor dos corantes. Com a dose de 10 kGy foi possível uma redução de 97,64 % para RPB e de 96,8 % para R3AR. Após irradiação do corante RPB com a dose de 10 kGy foi evidenciada uma redução de 59,52 % da toxicidade aguda avaliada com Vibrio fischeri. Nas demais doses não houve redução significativa, assim como na avaliação com Daphnia similis, onde os valores de CE(I)5048h obtidos foram menores que o corante não irradiado. O corante R3AR apresentou diminuição da toxicidade mais acentuada após a radiação quando comparado com o RPB, com reduções de 82,95 % (V. fischeri) e 71,26 % (D. similis) com 10 kGy. / The textile industries play an important role in national and global economy. But, their activities are considered potentially polluting. The use of large volumes of water and the production of colored wastewater with high organic matter are among the main issues raised, especially during the stage of dyeing and washing of the textile process. The reactive azo dyes are the main colors used in the industry for dyeing of cotton in Brazil and worldwide. Because of its low setting and variations in the fiber production process, about 30% of the initial concentration used in the dyeing baths are lost and will compose the final effluent. These compounds have a low biodegradability, are highly soluble in water and therefore are not completely removed by conventional biological processes. In addition, other processes do not promote degradation but the tranference to solid environment. The dyes discarded without treatment in the water body can cause aesthetic modifications, alter photosynthesis and gas solubility, as well as being toxic and genotoxic. The main objectives of this study were to evaluate the toxicity and genotoxicity of two reactive azo dyes (Remazol Black B - RPB and Remazol Orange 3R R3AR) and the percentage of color and toxicity reduction after the use of electron beam radiation. The acute toxicity assays performed with Vibrio fischeri, Daphnia similis and Biomphalaria glabrata showed different response patterns for dyes. The different chemical forms of dyes were slightly toxic to Vibrio fischeri and only the RPB dye (vinylsulphone) was toxic (EC5015min = 6,23 mg L-1). In tests with Daphnia similis, the dye RPB was slightly toxic in its patern form, sulphatoethylsulphone, (CE5048h = 91,25 mg L-1) and showed no toxicity in other chemical forms. However, the RA3R dye was toxic to the dafnids and the vinylsulphone form very toxic (EC5048h = 0,54 mg L-1). No toxicity was observed in Biomphalaria glabrata assays. Chronic toxicity was assessed with the organism Ceriodaphnia dubia and the NOEC and OEC values of RPB dye (sulphatoethylsulphone) were 12.5 and 25 mg L-1, respectively. After hydrolysis of the dye (vinylsulphone and hydroxyethylsulphone) was shown to increase the values obtained from the NOEC ans OEC. There was no chronic effect for the R3AR dye and its chemical forms to C. dubia. The comet assay adapted to hemocytes of Biomphalaria glabrata was used to assess the genotoxicity of the dyes. The RPB dye was genotoxic at highest concentrations (1 and 2 g L-1), with quantitative values of DNA damage equal to 117 and 112 and the R3AR dye was not genotoxic. The use of radiation with electron beams have proven effective in removing the color dyes. With a dose of 10 kGy a reduction of 97.64% and 96.8% for R3AR and RPB, respectively, was achievied. Possibly, the color removal was mainly due to the interaction of reactive species such as hydroxyl radicals generated in the radiolysis of water after the radiation beam of electrons. After radiation of the RPB dye a dose of 10 kGy reduced 59.52 % of the acute toxicity measured with Vibrio fischeri. For the other doses there was no significant reduction, as well as with Daphnia similis, where the values of EC5048h obtained were smaller than the non-irradiated dye. The R3AR dye showed better decreased toxicity after radiation when compared with the RPB, with reductions of 82.95% (V. fischeri) and 71.26% (D. similis) with 10 kGy.

O objetivo deste trabalho é explorar a contribuição da radiação ionizante por feixe de elétrons na incorporação de fibras de piaçava (proveniente de resíduos de fábricas de vassouras) no copolímero de etileno e álcool vinílico (EVOH) para a obtenção de um material compósito EVOH-Piaçava para aplicações no segmento de embalagens. O interesse por esta fibra deve-se tanto a suas propriedades intrínsecas quanto a sua morfologia, além do fato de ser biodegradável. Os compósitos de EVOH reforçado com 5 % ou 10 %, em massa, de fibras de piaçava, em pó, com granulometria igual ou menor que 125 &mu;m, não tratadas ou tratadas com 1 % de silano, foram obtidos por extrusão, utilizando-se uma extrusora dupla rosca. Foram confeccionados filmes dos materiais compósitos obtidos e da resina EVOH utilizando-se o processo de extrusão plana, para a viabilização dos ensaios de caracterização mecânica e de barreira a oxigênio dos materiais obtidos. As amostras de EVOH e dos compósitos foram submetidas à radiação ionizante em um acelerador de elétrons, às doses de radiação de 0 a 500 kGy. Os resultados das análises de MEV e difração de raios-X dos compósitos sugerem uma boa adesão fibra-matriz, o que pode ser confirmado também pela sua maior resistência à tração no ponto de ruptura quando comparada àquela do EVOH puro. Os resultados mostraram que a incorporação de fibras de piaçava pode promover melhor barreira ao oxigênio em comparação com o EVOH puro, em condições de umidade relativa alta. Observou-se que, após a irradiação, o filme de EVOH apresentou melhor barreira ao oxigênio em condição de umidade relativa alta quando comparado ao EVOH não irradiado nesta mesma condição, indicando o tratamento por radiação como efetivo para melhoria de barreira a oxigênio nas condições estudadas. / The aim of this work is to explore the contribution of ionizing radiation in the incorporation of piassava fibers (derived from wastes from broom factories) in the ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH), to obtain a composite material, \"EVOH-Piassava\", for packaging applications. The interest in this fiber is due to its inherent properties and morphology as well as being biodegradable. The EVOH composite reinforced with 5% or 10%, by weight of piassava fiber powder with a particle size equal to or less than 125 &mu;m, untreated or treated with 1% silane, were obtained by extrusion, using a twin screw extruder. For carrying out the tensile tests and oxygen barrier of the materials obtained, films were produced from composite materials and EVOH resin was obtained using the process of flat extrusion. Samples of EVOH and the composites were irradiated using an electron accelerator, at doses from 0 to 500 kGy. The results of SEM analysis and X-ray diffraction of composites suggest a good fiber-matrix adhesion, which can be also confirmed by its higher tensile strength at break, compared to that of neat EVOH. The results showed that the incorporation of piassava fibers can promote better oxygen barrier compared to the neat EVOH, in conditions of high humidity. It was observed that, after irradiation, the EVOH film showed better oxygen barrier in high humidity condition, when compared to the non-irradiated EVOH under the same condition, indicating radiation as an effective treatment to improve oxygen barrier in the studied conditions.

O bagaço de cana de açúcar é uma fonte de energia renovável e matéria prima promissora na produção de biocombustível, pois representa cerca de 30% de glicose contida na planta com potencial de ser hidrolisado e convertido em etanol. Os principais constituintes do bagaço de cana são a celulose, formada por cadeia linear de glicose, a hemicelulose, um polímero amorfo constituído de xilose, arabinose, galactose e manose e a lignina, um polímero complexo formado por unidades de fenilpropanos que atuam como revestimento impermeabilizante nas fibras, difícil de ser removido por sua característica recalcitrante. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência da irradiação com feixe de elétrons como pré-tratamento do bagaço de cana para hidrólise enzimática da celulose. O pré-tratamento do bagaço de cana é uma das etapas mais importante para torná-lo economicamente viável e competitivo na produção de energia. Como pré-tratamento o processamento por feixe de elétrons pode fragilizar a estrutura da hemicelulose e lignina, pela ação de radicais altamente reativos que quebram as ligações químicas, reduzindo o grau de polimerização das fibras. Foram avaliados os efeitos da radiação na estrutura e composição do bagaço, assim como a combinação do processamento por feixe de elétrons com o pré-tratamento de esplosão à vapor. Para hidrólise enzimática utilizou-se enzimas comerciais fornecidas pela Novozymes. O processamento por feixe de elétrons levou a alterações na estrutura e composição do bagaço de cana aumentando a solubilidade pela degradação de celulose alfa e hemicelulose e aumentando também o rendimento da hidrólise enzimática. No caso do bagaço explodido, não houve alteração no rendimento da hidrólise enzimática, mas o processamento por feixe de elétrons promoveu uma redução de 67% no furfural, que é formado no processo de explosão a vapor. / The sugar cane bagasse is a renewable energy source and a raw material promise in the biofuel production, once represents about 30% of glucose contained in the plant with the potential to be hydrolyzed and then converted to ethanol. The bagasse is composed of cellulose, straight chain of glucose, of hemicellulose, an amorphous polymer consisting of xylose, arabinose, galactose, and mannose, and of lignin, a complex polymer consisting of fenilpropans units that acts as waterproof coating on the fibers, which is hard to remove due its recalcitrant nature. The aim of this work was to study the electron beam processing as a pretreatment of sugarcane bagasse to enzymatic hydrolysis of cellulose. The pretreatment of sugarcane bagasse is one of the most importante steps to make this material economically viable and competitive on the energy production. As a pretreatment the electron beam processing can weak the hemicellulose and lignin structures by the action highly reactive radicals that breaks the links, reducing the degree of polymerization fibers. It was evaluated the chemical and structural modifications on fibers caused by the irradiation, the enzymatic hydrolysis of electron beam as the only pretreatment and combined to steam explosion. For enzymatic hydrolysis it was used the commercial enzymes from Novozymes. The radiation processing promotes changes in structure and composition of sugarcane bagasse, increasing the solubility, that is related to hemicellulose and cellulose cleavage, and also increasing the enzymatic conversion yield. In the case of exploded bagasse there is no changes in the enzymatic hydrolysis yield, however the electron beam processing promoted a 67% reduction of furfural, that is formed in the steam explosion process.

A nacionalização de componentes para a indústria nuclear é de grande importância para o Brasil não só pela diminuição de custo como também pela absorção de tecnologia incorporada no desenvolvimento dos materiais e processos envolvidos. A grade espaçadora fabricada em tiras de Inconel 718 e soldada por feixe de elétrons é um desses componentes que não são fabricados no Brasil e constituem papel fundamental na estrutura do Elemento Combustível. Na realização deste projeto foram empregadas tiras de Inconel 718, fornecidas pelas Indústrias Nucleares do Brasil S.A. - INB. Inicialmente as tiras no estado anterior à soldagem foram caracterizadas através de análise química, ensaios de tração e avaliação microestrutural por microscopia óptica e eletrônica. Após montagem das tiras em arranjos adequados para execução dos ensaios, os corpos de prova foram soldados por feixe de elétrons em vácuo (<= 5?10-4 mbar) variando-se os principais parâmetros envolvidos no processo, como a corrente do feixe, corrente de focalização e tempo de soldagem. As juntas soldadas foram avaliadas quanto à geometria do cordão obtido e mecanicamente através de ensaio de dureza e de cisalhamento, objetivando determinar a força máxima anterior à ruptura. Este último realizou-se em uma máquina de tração convencional usando corpo de prova adaptado. Também foram realizadas avaliações por microscopia óptica e eletrônica de varredura (MEV) acoplada a um espectrômetro de massa por energia dispersiva (EDS) para evidenciar as principais características microestruturais do cordão de solda, como a presença e morfologia das fases constituintes e a extensão e zonas de transição presentes. Posteriormente à definição dos parâmetros de soldagem a serem empregados, foram realizados tratamentos térmicos de solubilização e envelhecimento para diferentes ciclos térmicos. As amostras resultantes dos diferentes ciclos térmicos também foram caracterizadas através dos procedimentos descritos anteriormente, com o objetivo de se definir quais condições aplicadas no tratamento térmico resultaram em propriedades mais adequadas ao produto. A partir dos resultados obtidos, tornou-se possível correlacionar a influência da soldagem e do tratamento térmico com a evolução da microestrutura e das propriedades mecânicas avaliadas. Tais resultados auxiliarão na definição de parâmetros de processo a serem empregados pelas Indústrias Nucleares do Brasil S.A. na fabricação do componente citado. / The nationalization of componets for the nuclear industry is very important to Brazil, not only for the cost reduction, but also for the technological gain when materials and process are developed. The spacer grid fabricated with Inconel 718 and welded by electron beam is one of this components which is not fabricated in Brazil and it is a very important constituent of the fuel assembly structure. On the development of this project it were employed Inconel 718 straps, supplied by Indústrias Nucleares do Brasil S.A. - INB. Initially, before the welding phase, the straps were characterized by chemical analysis, tensile tests and microstructural evaluation using optical and electron microscopy. After the assembly of the straps in an adequate arrangement for execution of the tests, the test specimen were welded by electron beam in a vacuum (<= 5?10-4 mbar) and the main process parameters were ranged, like the beam current, focusing current and the welding time. The welded joints were evaluated according with the obtained weld filet geometry and it were also mechanically evaluated by the hardness and shear tests, aiming to determine the maximum force before collapse. The shear test was performed on a conventional tensile test machine using an adaptative test specimen. It were done, also, evaluations by optical and scanning electron microscopy (SEM) connected with Energy Dispersive Spectrometry (EDS), to evidence the main microstructural characteristics of the weld filet, like the presence and morfology of the constituent phases, and the presence of transition zones. After the definition of these weld parameters to be employed, it were done annealing and aging thermal treatments for differents thermal cycles. The resultings samples of the differents thermal cycles were also characterized by the procedures described earlier, with the purpose to define which condition used for the thermal treatment resulted in more suitable properties for the product. With the obtained results, it become possible to correlate the influence of welding and the thermal treatment with the microstructural evolution and the evaluated mechanical properties. Such results will help Indústrias Nucleares do Brasil S.A. - INB to define the employed parameters in the manufacture process of this component.