A liga Ti-6Al-4V tem sido usada com sucesso como biomaterial com aplicações nos campos da odontologia e ortopedia. As características da liga Ti-6Al-4V que a tornaram um material interessante são sua boa resistência à corrosão em meio biológico, combinada com um excelente grau de biocompatibilidade. Os efeitos biológicos a longo prazo dos íons metálicos resultantes da lenta lixiviação dos implantes de titânio não estão completamente entendidos. É conhecido que os íons titânio são considerados agentes químicos cancerígenos, os íons alumínio causam desordem neurológicas e os íons vanádio estão associados com distúrbios enzimáticos, entre outros problemas. O recobrimento das ligas de titânio por óxido de titânio (TiO2) pode atuar como uma barreira química para os íons lixiviados da superfície metálica da liga, além deste óxido ser um bom osseoindutor. O processo de aspersão térmica é amplamente empregado na aplicação de recobrimentos por óxidos. Uma vez que este processo acontece em altas temperaturas, onde partículas fundidas ou semi-fundidas aderem ao substrato, pode ocorrer difusão localizada. O objetivo deste estudo é caracterizar a interdifusão dos elementos de liga através das camadas superficiais do sistema Ti-6Al-4V/TiO2. Os recobrimentos de TiO2 foram preparados pela técnica de aspersão por plasma. A zona recoberta mostrou pequena porosidade distribuída por toda a camada e algumas trincas radiais. Adicionalmente, uma grande quantidade de buracos foi observada na região entre-camadas. Neste trabalho, a interface Ti-6Al-4V/TiO2 foi estudada por microscopia eletrônica de varredura. Os perfis de difusão do Ti, Al, V e O nas camadas superficiais da amostra recoberta foram obtidos por microanálise semi-quantitativa por energia dispersiva de raios-X. A caracterização química superficial do lado substrato depois da deposição de TiO2 mostrou a formação localizada de TiO. Na região entre-camadas foram observados os perfis de difusão característicos com forma de S para o Ti, V e O. O perfil de difusão do Al mostrou um pico na região entre-camadas indicando um acúmulo de Al2O3 nos buracos presentes nesta zona. O TiO2 foi identificado como o maior constituinte no lado revestimento. Pequenas quantidades de Al e V foram também detectadas homogeneamente distribuídas dentro do depósito. A presença do Al e V (metais tóxicos) na superfície externa do depósito indica que estes metais não competem com a oxidação da camada depositada indicando um efeito desmascarante da superfície da liga metálica pelo óxido superficial TiO2. / Ti-6Al-4V alloy has been used with some success as biomaterial with applications in the field of dentistry and orthopaedics. The features with make the Ti-6Al-4V alloy such an interesting material are its good corrosion resistance in the biological environment, combined with an excellent degree of biocompatibility. The long-term biological effects of the slowly leaching of metal ions from titanium implants are not completely understood. It is known that the titanium ions are considered chemical carcinogen, aluminium ions cause neurological disorders and, vanadium ions are associated with irreversible enzymatic disturbance, among other problems. Titanium oxide (TiO2) coatings on titanium alloys can act as a chemical barrier for ions leaching from the metallic alloy surface, beside the fact that this oxide is a very good osteoinductor. The thermal spray process is widely used to apply oxide coatings. Once this is a high temperature process where molten or semi-molten particles impinge upon the substrate, localized diffusion can occur. The aim of this study is characterize the inter-diffusion of the alloying elements through the surface layers of the system Ti-6Al-4V/TiO2. The TiO2 coatings were prepared by the plasma spray technique. The coated zone showed some porous distributed in all layer and a few radial cracks. Additionally, large amount of holes were observed in the interlayer region. In this work, the interface Ti-6Al-4V/TiO2 was studied by scanning electron microscopy. Diffusion profiles of Ti, Al, V and O in the surface layers of coated samples were measured by semi-quantitative energy dispersive X-ray microanalysis. Chemical surface characterization of the substrate side after the TiO2 deposition showed the localized formation of TiO. At the interlayer region was observed the characteristic S shape diffusion profiles for Ti, V and O. The Al diffusion profile showed a peak in the interlayer region indicating anaccumulation of Al2O3 into the holes present in this zone. TiO2 was identified as the major component in the coating side. Small amounts of Al and V were also detected homogeneously distributed inside the deposit. Presence of Al and V (toxic metals) on the external surface of the deposit indicated that these metals did not compete with the oxidation of the deposited layer indicating a non-masking effect of metallic alloy surface by the TiO2- surface oxide.

O objetivo desde estudo foi analisar a microdureza e as características morfológicas da interface de união entre uma resina composta flow autoadesiva (Vertise Flow) e a dentina humana hígida ou afetada por cárie, em comparação às interfaces formadas por outros dois materiais: um cimento de ionômero de vidro modificado por resina (Fuji II LC) e um sistema adesivo universal (Single Bond Universal). Foram realizadas cavidades do tipo classe I na dentina oclusal de molares humanos e dentina afetada por cárie foi produzida na parede pulpar das cavidades por meio do método microbiológico. Os espécimes foram restaurados de acordo com os grupos experimentais e cortados no sentido vestíbulo-lingual para evidenciação da interface adesiva. Os espécimes foram submetidos aos ensaios de microdureza Knoop (n=5) e analisados por meio de microscopia eletrônica de varredura (n=3) e microscopia confocal de varredura a laser (n=10). A análise de variância dois fatores e teste de Tukey foram realizados para a análise estatística quantitativa da variável dureza (p<0,05%). As características morfológicas foram descritas após análise qualitativa. A dureza da camada de material variou em função da composição de cada material. A dureza da camada híbrida foi influenciada de acordo com o material e os maiores valores de dureza foram obtidos quando o sistema adesivo universal foi utilizado. A camada híbrida formada pela dentina afetada por cárie apresentou dureza inferior independente do material utilizado. Quanto à morfologia, os materiais testados promoveram a formação de interfaces com características diferentes entre si, entretanto, todos os materiais foram capazes de formar tags na camada híbrida. Porém, quando a interface envolveu a dentina afetada por cárie, observou-se maior quantidade de falhas e as camadas apresentaram-se irregulares. / The aim of this study was to analyze the microhardness and morphological characteristics of the bonding interface between a self-adhesive flowable composite (Vertise Flow) and sound or caries-affected dentin, comparing to interfaces formed by other materials: a resin-modified glass ionomer cement (Fuji II LC) and a universal adhesive system (Scotchbond Universal Adhesive). Class I cavities were made in the occlusal dentin of human molars and dentin affected by caries was produced in their pulp wall, using the microbiological method. The specimens were restored according to the experimental groups and cut in the vestibular-lingual direction to expose the adhesive interface. The specimens were submitted to transversal Knoop microhardness tests (n=5) and analyzed by scanning electron microscopy (n=3) and confocal laser scanning microscopy (n=10). Two-way repeated measures analysis of variance and Tukey\'s post-hoc tests were performed for the hardness results (?:0.05). Morphological characteristics were qualitative analyzed. The hardness of the material layer varied according to the composition of each material. The hardness of the hybrid layer was influenced according to the material and the highest values of hardness were obtained when the universal system was used (p<0.05). The hybrid layer formed by dentin caries-affected presented low hardness values independently of the material used. Morphologically, the tested materials promoted the formation of interfaces with different characteristics, although all the materials were able to form tags in dentin. However, when the interfaces involved caries-affected dentin, a greater number of defects were observed and the layers were irregular.

A atual tendência ao desenvolvimento de uma odontologia minimamente invasiva tem sido responsável pela introdução de instrumentos e técnicas alternativas de preparo cavitário. Porém, tais tecnologias deveriam não somente preencher os requisitos de uma odontologia conservadora, mas também preparar as paredes da cavidade para o tratamento restaurador adesivo subseqüente. Assim, o objetivo deste estudo foi testar a hipótese nula de que: 1) tanto técnicas convencionais quanto técnicas alternativas de preparo cavitário são capazes de produzir um substrato dentinário receptivo à adesão de sistemas autocondicionantes; e 2) A efetividade adesiva de sistemas autocondicionantes não é influenciada pela interposição da camada de esfregaço. Cem molares humanos íntegros foram aleatoriamente divididos em 20 grupos de acordo com o adesivo e a técnica ou instrumento utilizado. Superfícies planas de dentina média oclusal foram preparadas com instrumento rotatório diamantado convencional (IR); fratura; instrumento rotatório CVD (IRCVD); instrumento ultra-sônico CVD (IUCVD); e laser de Er,Cr:YSGG .Um adesivo condicione-e-lave (Optibond FL/OB) e três autocondicionantes (Adper Prompt L-Pop/AP, Clearfil SE Bond/SE e Clearfil S3 Bond/S3) foram empregados. Os espécimes foram construídos com o compósito Z100/3M ESPE. A resist6encia adesiva foi determinada por meio de teste de microtração após 24 h de estocagem em água a 37oC. Amostras adicionais foram processadas para análise em MEV quanto às características morfológicas apresentas após o preparo das superfícies dentinárias em cada caso. O teste de Kruskal-Wallis (p<0,05) determinou que os grupos preparados com IRCVD, IUCVD e laser apresentaram menores valores de resistência adesiva quando comparados aos grupos controle (IR e fratura). Além disso, os adesivos de menor acidez (SE e S3) foram mais eficientes quando aplicados em dentina fraturada. Concluiu-se que o uso de instrumentos e técnicas alternativas de preparo cavitário comprometeu a adesão à dentina e que a camada de esfregaço influencia de forma negativa a adesão de sistemas autocondicionantes suaves. / The current trend toward minimal invasive dentistry has introduced alternative cavity preparation techniques. However, these technologies should not only fulfill the requirements of a conservative philosophy, but also prepare the cavity walls for the subsequent bonding restoration. The purpose of this study was to assess the null hypotheses that: (1) both conventional and alternative cavity preparation techniques are equally receptive to adhesion; and (2) bonding effectiveness of mild adhesives is not influenced by smear layer (SL) interposition. Eighty sound human molars were divided into 20 groups according to adhesive and cavity preparation technique. Flat mid-occlusal dentin surfaces were prepared with regular diamond bur (DB), scalpel blade (SB), CVDentus bur in high speed turbine (CB), CVDentus tip in ultrasound (CT), and Er,Cr:YSGG laser (L). One etch-and-rinse (Optibond FL (OB)) and three self-etch systems (Adper Prompt L-Pop (AP), Clearfil SE Bond (SE) and Clearfil S3 Bond (3S)) were employed. Specimens were built up with Z100/3M ESPE composite. The microtensile bond strength was determined after 24h of storage in water at 37oC. Additional samples were processed for SEM analysis on morphological aspects in each situation. Kruskal-Wallis test (p<0,05) determined that groups prepared with CB, CT and L presented lower ?TBS values than the control groups (DB and SB), and that adhesives with lower acidity (SE and 3S) were more effective when applied on fractured surfaces (SB). It was concluded that the use of alternative techniques for cavity preparation caused damages to dentin surface, compromising the adhesion to this substrate. Moreover, the bonding effectiveness of mild adhesives was improved by SL absence.

Neste trabalho foram estudadas as potencialidades eletroanalíticas de um material híbrido condutor baseado em acetato de celulose e grafite com eletrodeposição de filme condutor de Azul da Prússia (CA/G/PB) como sensor para espécies com importância biológica. O material híbrido foi preparado pelo processo de inversão de fase e caracterizado pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura acoplada com espectroscopia de energia dispersiva (SEM-EDS) e voltametria cíclica. O composto Azul da Prússia (PB) foi imobilizado na superfície do material por eletropolimerização, aplicando-se um potencial fixo de 20 mV em uma janela de -0,3 V a 1,2 V. Os estudos eletroquímicos do eletrodo modificado CA/G/PB foram realizados em solução de KCl 0,1 mol.L-1, sendo obtidos dois pares redox para a espécie eletroativa imobilizada com potenciais médios (E0) em 0,204 V e 0,842 V, indicando um comportamento quase-reversível. O eletrodo demonstrou alta estabilidade após 500 ciclos redox, não sendo observada lixiviação da espécie eletroativa da superfície da matriz modificada. Os dois pares redox do material híbrido CA/G/PB permaneceram praticamente constantes entre os pH 5,0 e 8,0, indicando que as intensidades de pico não são significativamente afetadas nessa faixa de pH. A correlação linear entre as intensidades de pico e a raiz quadrada da velocidade de varredura, indicou que o sistema possui um comportamento similar aqueles em que o processo é controlado por difusão das espécies eletroativas à superfície do eletrodo. O azul da Prússia imobilizado foi aplicado na determinação de dopamina (DP), ácido úrico (AU), ácido ascórbico (AA) e Paracetamol (PCT) através da técnica de voltametria cíclica, voltametria de pulso diferencial e cronoamperometria. / In this work, we studied the electroanalytical potential of a conductive hybrid material based on cellulose acetate and graphite with electrodeposition Blue conductor film of Prussia (CA / G / PB) as a sensor for species with biological importance. The hybrid material was prepared by phase inversion process and characterized by the techniques of scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS) and cyclic voltammetry. The dye of Prussian blue (PB) was immobilized on the surface of the material by electropolymerization applying a fixed potential of 20 mV in a interval from -0.3 V to 1.2 V. The electrochemical behavior of the modified electrode CA / G / PB were performed in solution of 0.1 mol L-1 KCl being obtained two redox couples for the electroactive species immobilized with midpoint potentials (E0) in 0.204 V and 0.842 V, indicating a quasi-reversible behavior. The electrode showed high stability after 500 redox cycles with no observed leaching of electroactive species to the surface of the modified electrode. The two redox pair of the CA / G / PB electrode was kept practically constant within pH 5.0 and 8.0, indicating that the peak intensities are not significantly affected in this pH range. The linear correlation between peak intensities and the square root of scan rate, indicated that the system has a similar behavior those in which the process is controlled by diffusion of electroactive species to the electrode surface. The immobilized Prussian blue was applied to determine dopamine (DP), uric acid (UA), ascorbic acid (AA) and paracetamol (PCT) by analytical techniques of cyclic voltammetry, differential pulse voltammetry and chronoamperometry.

Amostras de aço AISI H13 foram nitretadas utilizando uma fonte DC por 5 horas, em atmosfera de 80%N2/20%H2, em duas densidades de corrente (alta e baixa) e em diferentes temperaturas. As fases formadas nas amostras nitretadas foram correlacionadas com o comportamento do coeficiente de atrito, do desgaste e da dureza. As intensidades de emissão luminescente relacionadas aos íons N2+ e moléculas N2 no plasma foram medidas e observou-se que são maiores nas condições em que as densidades de corrente também são maiores. Como esperado de resultados da literatura, quanto maior a temperatura de nitretação maior é a espessura das camadas nitretadas. Foi observado que em temperaturas iguais, maiores densidades de corrente provocam a formação de camadas de compostos mais espessas. As amostras foram analisadas usando difração de raios X por incidência rasante, espectroscopia Mössbauer de conversão de elétrons, análise por reação nuclear, espectroscopia de emissão óptica por descarga luminescente, microscopia eletrônica de varredura, análise por microssonda eletrônica e perfilometria. As amostras foram testadas em um ultramicrodurômetro e em um tribômetro do tipo pino-sobre-disco. Análises Rietveld foram aplicadas aos difratogramas do material massivo e da zona de difusão para discriminar entre as fases ferrita e martensita. A composição de fases das amostras nitretadas utilizando diferentes parâmetros mostraram a presença de diferentes fases contendo nitrogênio (e, y' e martensita ∝'-Fe(N)) e carbono (martensita ∝' -Fe(C) e cementita). Na maior temperatura usada neste trabalho, a quantidade relativa das fases e e y' mostrou dependência da densidade de corrente. A correlação entre o conteúdo das fases e as propriedades mecânicas e tribológicas mostrou que nas amostras onde a segregação de carbono foi associada com a formação de cementita, o coeficiente de fricção foi menor do que nas regiões onde as fases e ,y' e martensita foram observadas. Nas amostras com maior conteúdo de martensita e menos e e y', o desgaste foi menor. A distribuição em profundidade da dureza e do conteúdo de martensita y' Fe(N) apresentaram o mesmo comportamento. / AISI H13 steel samples were nitrided using a DC source for 5 hours, under 80% N2/20% H2 atmosphere, at two current densities (high and low), and different temperatures. The phase content on the plasma nitrided samples was correlated to coefficient of friction, wear, and hardness. The plasma emissions were measured and it was observed that the intensity of N2+ ions and N2 molecules was higher at high current density. As expected from previous results in the literature, higher nitriding temperatures resulted in thicker layers. It was observed that at the same temperatures, higher current densities induced thicker compound layers as well. The samples were analysed with grazing incidence x-ray diffraction, conversion electron Mössbauer spectroscopy, nuclear reaction analysis, glow discharge optical emission spectroscopy, scanning electron microscopy, electron microprobe analysis, and perfilometry, and were tested in an ultramicrohardness tester and on a pin-on-disc tribometer. Rietveld analysis was applied to discriminate between ferrite and martensite in the diffraction patterns of the bulk samples and of the diffusion zone. The phase composition of the nitrided samples with different parameters showed the presence of different phases containing nitrogen (e, y', and martensite) and cementite. At the highest temperature used in this work, the relative amount of the phases e and y'showed a dependency on the current density. The correlation of the phase content with the mechanical and tribological properties showed that in samples with carbon segregation and formation of cementite, the friction coefficient was lower than in in regions where the phases e, y', and martensite were observed. In the samples with higher martensite content and less e,y' the mechanical wear was lower. Hardness presented the same trend as the content of martensite ∝'-Fe(N) in the depth profile.

Este trabalho teve como objetivo estudar o comportamento de dois solos estabilizados com cal hidratada (CH-III), um solo laterítico (LG´) e outro não laterítico (NG´), coletados de um mesmo local na cidade de Dois Córregos-SP. Para tanto, foram realizados os procedimentos de dosagem de Solo-Cal do Método do pH (ASTM D 6276-99a), que resultou nos teores de 4% de cal, para o solo LG´ e de 6%, para o solo NG´. No programa experimental foram avaliadas as propriedades mecânicas (RCS e RT) originais e após imersão para diferentes dias de cura (0, 7, 28 e 60 dias), após as primeiras constatações, foram realizados complementarmente ensaios mecânicos (módulo de resiliência, MR, e deformação permanente, DP) e de imagens por microscopia eletrônica de varredura (MEV) também para tempos de cura diferentes. Os resultados dos ensaios permitiram verificar que (i) a parcela mais importante do ganho de resistência (RCS e RT) devido à adição de cal aconteceu nos primeiros sete dias de cura e após os 28 dias, há uma tendência de estabilização do ganho de resistência, contudo, nenhuma das misturas superou as RCS e RT do solo original; (ii) os resultados dos ensaios de RCS e RT em corpos de prova após imersão só foram possíveis nas misturas solo-cal (a partir de 7 dias) indicando que parcela dessas resistências são atribuídas à cimentação desenvolvida entre o solo e a cal; (iii) os resultados de MR mostraram algum ganho de rigidez dos materiais, o que levou à redução na deformação (DP) em 67% para as mistura com solo LG´ e cal e 52% para as com solo NG´ e cal; (iv) as análises das imagens de MEV mostraram mudanças texturais dos materiais, indicando a ocorrência de reações imediatas da cal com os dois tipos de solo, entretanto, não foram obtidas imagens compatíveis com estruturas que evidenciassem reações pozolânicas. Os resultados desta pesquisa levantam questões sobre o método de dosagem e a possibilidade da cal estar carbonatada. Essas questões evidenciam a necessidade de se desenvolver uma normalização dos métodos de dosagem e avaliação das misturas solo-cal adequados para aplicação aos solos tropicais. / The objective of this study was to analyze the behavior of a lateritic (LG´) and a non-lateritic (NG´) soils stabilized with hydrated lime (CH-III). The soils were collected at the same location, nearby the town of Dois Córregos-SP. Thus, the pH method to estimate the soillime proportion (ASTM D 6276-99a) was performed, which resulted in the content of 4% lime for the LG\' soil, and 6% for the NG\' soil. The laboratory tests have assessed the original and immersed mechanical properties (UCS and TS) at different curing periods (0, 7, 28 and 60 days). Complementary tests such as resilient modulus (MR), permanent deformations (DP) and scanning electron microscopy (SEM) were also performed at different curing periods. The results have shown that (i) the major part of strength improvement (UCS and TS) due to addition of lime has taken place in the first seven days of curing and, after 28 days, the improvements tend to stabilize; however, none of the admixtures have surpassed UCS and TS values of original soil; (ii) UCS and TS results of specimens after immersion were only obtained in the soil-lime admixtures (after 7 days of curing), this indicates that a portion of these strengths are attributed to cementation developed between soil and lime; (iii) the MR results have presented some stiffness improvement in the materials, which has resulted in reductions of the permanent deformation (DP), about 67% for LG\' soil admixtures and 52% for NG\' soil admixtures; (iv) the analyses of SEM images have shown textural changes in the materials, which depict the occurrence of immediate reactions of the lime for both types of soil, however it was not possible to obtain images presenting structures that could distinguish pozzolanic reactions. The research\'s results lead to questions about the dosage method and the possibility of lime carbonation. These questions highlight the need of developing standards for a soil-lime design method and an admixture assessment applicable to tropical soils.

Diferentes nanoestruturas formadas em dióxido de titânio possuem grande influência nas propriedades de uma ampla variedade de aplicações. Em alguns casos é desejável produzir uma estrutura porosa com uma fase rutilo estável, ou em outros uma estrutura tubular com uma fase metaestável anatase. A transformação de uma estrutura porosa para uma tubular ainda não é completamente entendida, contudo muitos avanços foram realizados no sentido de entender a cinética físicoquímica para a formação destes materiais. As transformações de fase rutilo-anatase são conhecidas por serem afetadas pela influência da temperatura. Vários métodos são conhecidos por formar nanoestruturas, como sol-gel e Deposição Química por Vapor (CVD). O foco deste trabalho é criar nanoestruturas através de uma célula eletroquímica por anodização. A anodização tem se mostrado como uma técnica com custo reduzido para produção de materiais nanoestruturados, e que possui um grande controle sobre variáveis relacionadas ao processo. Contudo, os efeitos das variáveis de controle sobre as estruturas produzidas ainda não foram totalmente entendidos e correlacionados. Com isso, torna-se necessário detalhar o processo de formação de poros/tubos relacionando-os com parâmetros como: tensão aplicada, concentração eletrolítica, tratamento térmico e tamanho de grão. Amostras massivas (folha) e na forma de filmes de titânio comercialmente puro foram submetidas ao processo de anodização e analisados por MEV, DRX e ERD. / Different nanostructures formed in TiO2 possess great influence in the properties of a wide variety of applications. In some cases the phase rutile is desirable to produce a porous structure with a steady phase, or in others a tubular structure with a metastable phase anatase. The transformation of a porous structure or a tubular is not yet completely understood, however many advances had been carried through to understand the physicist-chemistry kinetic in the formation of these materials. The transformation of phase rutile/anatase is known by being affected by the influence of the temperature. Some methods are known by forming nanostructures, as Sol-Gel and Chemical Vapor Deposition. The focus of this work is to create nanostructures through an electrochemical cell using anodization method. The anodizing technique has shown as to be inexpensive to produce nanostructured materials, and gives a great control over a number of variables related to the process. However, the effect of the control variables on the produced structures had not been yet fully understood and correlated. With this, is necessary to detail the process of formation of pores/tubes, and relate the formation with parameters as: applied tension, electrolytic concentration, thermal treatment and grain influence. Bulk and films of commercially pure titanium had been submitted to the anodizing process and analyzed by SEM, XRD and DRS techniques.

As técnicas baseadas em microfeixe de íons energéticos possuem aplicações em diferentes áreas de conhecimento, tais como materiais, biologia, neurociência, ciências ambientais, entre outros. A microssonda iônica também possui a capacidade de fabricar micro-estruturas com aplicações em biomateriais, micro-fotônica, micro-fluídica, membranas porosas e diversas outras. O Laboratório de Implantação Iônica do Instituto de Física (LII) da UFRGS (Universidade Federal do Rio Grande do Sul) conta com uma linha de microssonda iônica que dispõe de detectores para a realização de diversos tipos de experimentos: Emissão de RaiosX Induzida por Partículas (Particle Induced X-Ray Emission – PIXE), Espectroscopia de Espalhamento de Rutherford (Rutherford Backskattering Spectroscopy – RBS), Reação Nuclear (Nuclear Reaction Analysis – NRA) e Microscopia Iônica de Varredura por Transmissão (Scanning Transmission Ion Microscopy – STIM). Além disso, tem-se aperfeiçoado a técnica de micro-fabricação denominada Litografia por Feixe de Prótons (Proton Beam Writing – PBW), atualmente em substratos poliméricos. Este trabalho apresenta dois focos: um deles é a análise de fígado de peixe pela técnica de micro-PIXE. Estes fígados apresentam lesões associadas à exposição de contaminantes. Essas lesões são acompanhadas de células pigmentosas à base de metais chamadas de centros de melanomacrófagos. Observou-se que o fígado de peixe é uma amostra em potencial para estudos ambientais. Outro foco foi o estudo da técnica de STIM em películas poliméricas micro-fabricadas por PBW. Foram estudadas diferentes configurações geométricas para a técnica de STIM, bem como a utilização de feixes de H+1, He+2 e Li+3. Diferentes amostras foram preparadas, desde estruturas simples (possuindo apenas orifícios) até amostras multi-estruturadas do tipo degrau. As medidas de STIM foram comparadas com medidas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) de maneira a confirmar a viabilidade e confiabilidade dos estudos morfológicos das amostras em questão. A técnica de STIM se apresentou viável para o estudo morfológico de microestruturas fabricadas por microfeixe de íons em películas poliméricas, sendo que a melhor configuração é na geometria on-axis utilizando o íon He+2 que provê melhor resolução em energia, sem comprometer a resolução espacial. Em comparação com medidas de MEV, apresenta vantagens como maior rapidez, preservação da amostra e o poder de resolver estruturas enterradas na amostra. A similaridade entre as duas técnicas com relação às demais características faz do STIM uma excelente alternativa à mais comumente utilizada para diversas análises morfológicas de películas poliméricas. / Ion beam techniques have many applications in different areas such as materials, biology, neuroscience and environmental science among others. The ion microprobe has also the ability of fabricating microstructures with applications in the fields of biomaterials, micro-photonics, micro-fluidics, porous membranes and many others. The Ion Implantation Laboratory of the Physics Institute at UFRGS has a microprobe beamline equiped with detectors used in different techniques: Particle Induced X-Ray Emission (PIXE), Rutherford Backscattering Spectroscopy (RBS), Nuclear Reaction Analysis (NRA) and Scanning Transmission Ion Microscopy (STIM). Besides, its scanning capability makes allows the use of the micro-fabrication technique called Proton Beam Writing (PBW). Currently, this technique has been used to write micro-structures over polymers. Several projects are in progress for the development and improvement of such techniques, since the microbeam line is a recent acquisition by the laboratory. This work presents two guidelines: one of them is the analysis of fish liver through the micro-PIXE technique. These livers present injuries associated to the exposure of contaminants. The injuries are characterized by the presence of pigmented cells based on metals called melanomacrophage centers. It was observed that the fish liver is a promising sample for environmental studies. The other guideline is the study of the STIM technique on micro-fabricated polymer foils by PBW. Different geometric configurations for the STIM technique were explored, as well as the use of different ion beams (H+1, He+2 and Li+3). Different samples were prepared, ranging from simple structures (containing only one hole) to step-like multi-structured samples. STIM measurements were compared with Scanning Electron Microscopy (SEM) in order to confirm the viability and reliability of morphological studies of the samples under study. The STIM technique proved to be suitable for the morphological study of micro-structures fabricated by ion microbeam on polymeric foils. The best configuration is the on-axis geometry using He+2 beam, which provides the best energy resolution without compromising the spatial resolution. In comparison with SEM measurements, advantages such as speed of measurement, non-destructiveness and power of resolving buried structures of the sample were observed. Concerning other features, the similarities between the two techniques make STIM an excellent alternative for morphological analysis of polymeric foils.

Este trabalho apresenta uma investigação experimental de propriedades de magnetotransporte em filmes finos de YBa2Cu3O7-d preparados segundo um método que envolve uma etapa de deposição química. Filmes com diferentes concentrações de oxigênio foram obtidos mediante processos de implantação iônica e desoxigenação por recozimento em temperaturas elevadas. Desta forma foi possível estudar amostras em diferentes estados de dopagem. Foram feitas observações sistemáticas de excesso de voltagem transversal no entorno da transição normal-supercondutor numa significativa fração das amostras preparadas. Estas observações foram atribuídas à microestrutura granular dos filmes, que se comportam como realizações experimentais do modelo de vidro quiral supercondutor. Esta interpretação foi corroborada por medidas dos efeitos de flutuações térmicas na condutividade longitudinal, as quais levaram à identificação de um regime genuinamente crítico dominado pela termodinâmica de modelo de vidro quiral. Medidas sistemáticas de efeito Hall na fase normal dos filmes finos estudados foram interpretadas através da suposição de que uma contribuição anômala, dependente da temperatura, existe em adição ao termo ordinário. A contribuição anômala é bem descrita por uma lei exponencial de cut-off cujo parâmetro característico varia com o estado de dopagem das amostras tal como a temperatura de pseudogap. Tais resultados apontam para a existência de estreita correlação entre o efeito Hall dependente da temperatura dos cupratos supercondutores e o fenômeno do pseudogap. / This work reports on experimental magnetotransport results in the thin films of grown by a chemical deposition method. Films with different oxygen contents were prepared using ion implantation and high temperature annealing processes. Samples with several doping levels were thus available. Systematic observation of the excess transversal voltage effect were performed near TC in several of the studied samples. The effect was attributed to the granular microstructure of the chemically prepared films, that behave as experimental realizations of the superconducting chiral glass model. Results obtained from thermal fluctuation studies of the longitudinal conductivity near TC reinforces this interpretation. The Hall effect in the normal phase was systematically studied. The results were described by supposing that an anomalous and temperature dependent contribution adds to the ordinary term. The anomalous Hall resistivity is well described by an exponential cut-off law where the characteristic parameter is a measure of the doping dependent pseudogap temperature. These results indicate that a strong correlation exists between the temperature dependent Hall resistivity and the pseudogap phenomenon in the high temperature cuprate superconductors.

A técnica de altas pressões e altas temperaturas, usando câmaras do tipo toroidal, foi utilizada para produzir compactos de titânio puro, bem como de compactos de titânio com adição de boro em diferentes concentrações, a fim de investigar as possíveis transformações de fase, alterações microestruturais e propriedades mecânicas. Para isso, foram usados dois pós de titânio de granulometria e procedências distintas: um de 20 μm (pó F: Ti) e outro de 38 μm (pó G: Ti, Ti e TiH), bem como um pó de boro amorfo (100 nm), pré-lavado com metanol para remoção do ácido bórico. O pó de Ti de 38 μm foi obtido através de cominuição de um pó de titânio hidretado com 100 μm, com posterior dehidretação à vácuo 550 ºC/3 h. Compactos foram processados em altas pressões (2,5 e 7,7 GPa) e em diferentes temperaturas, tanto para o pó de Ti puro (F ou G) como para misturas de titânio com adição de boro, em diferentes percentuais atômicos (3%, 10%, 30% e 66%). Todas as etapas para a produção das amostras foram acompanhadas de caracterização estrutural por difração de raios X, em condições ambiente. Além disso, as técnicas de microscopia óptica, microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia de raios X característicos foram usadas para avaliar as alterações microestruturais. As características mecânicas dos compactos foram obtidas por medidas de dureza Vickers. Em todos os compactos produzidos em altas pressões e altas temperaturas, a fase Ti apresentou parâmetros de rede alterados, indicando um aumento do volume da célula unitária, que pode ser atribuído ao grau de deformação induzida, seja pela aplicação de pressão e/ou pela presença do boro na sua estrutura cristalina. A reação de Ti e B, nessas condições particulares de processamento, parece ser controlada por processos difusivos, não ocorrendo reação explosiva. Os resultados mostraram que a técnica de altas pressões permitiu a obtenção de compactos de Ti puro, com dimensões de 3 mm de diâmetro e aproximadamente 2 mm de espessura, de qualidade similar ou superior aos obtidos por técnicas convencionais, porém utilizando um passo único de processamento. Além disso, também foram produzidos compactos de titânio com boretos (TiB e/ou TiB2) que apresentaram dureza elevada, com manutenção do comportamento dúctil, e microestrutura homogênea. / The high pressure and high temperatures technique with toroidal chambers was used to produce compacts of pure titanium and titanium with boron addition at different concentrations, in order to investigate the possible phase transformations, microstructural changes and mechanical properties. For this, we used two different particle sizes and provenance of titanium powders: one of 20 μm (F: Ti) and the other of 38 μm (G: Ti, Ti and TiH) and an amorphous boron powder (100 nm), pre-washed with methanol to remove the boric acid. Titanium powder of 38 μm was obtained by comminution of a hydrogenated titanium powder (100 μm), with subsequent dehydrogenation vacuum at 550 °C/3 h. Compacts were processed at high pressures (2.5 to 7.7 GPa) and at different temperatures, for both the pure Ti powder (F or G) and mixtures of titanium with boron in various atomic percentage (3%, 10%, 30% and 66%). All steps for producing the samples were accompanied by structural characterization by X-ray diffraction at ambient conditions. Moreover, the techniques of optical microscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy and characteristic X-rays spectroscopy were used to observe the microstructural changes. The mechanical characteristics of compacts were obtained by Vickers hardness measurements. In all compacts produced at high pressures and high temperatures, Ti phase had changed lattice parameters, indicating an increase in cell volume, which can be attributed to the degree of deformation-induced, either by applying pressure and / or the presence of boron in its crystalline structure. The reaction of Ti and B for these particular processing conditions, appears to be controlled by diffusion processes, doesn’t occur explosive reaction. The results showed that the technique of high pressure allowed obtaining pure Ti compacts, dimensions of 3 mm diameter and approximately 2 mm thick, with more or similar quality to those obtained by conventional techniques, but using a single processing step. In addition, were also produced compact titanium with borides (TiB and/or TiB2) which showed high hardness, with maintenance of ductility, and homogeneous microstructure.