O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver um dispositivo de filme fino com anisotropia de resistividade elétrica. A idéia foi usar um efeito quântico presente em filmes muito finos de materiais condutores ou semicondutores com morfologia anisotrópica na superfície. A morfologia foi um perfil unidirecional quase-senoidal. As resistividades foram determinadas medindo-se as resistências elétricas destes materiais em direções ortogonais, levando-se em conta a geometria da amostra e suas dimensões. O material condutor usado foi Polimetilmetacrilato (PMMA) com ouro implantado na superfície. A profundidade média de implantação foi 2,7 nm. Na fabricação do dispositivo foi utilizada micro e nanolitografia, caracterização por Microscopia Eletrônica de Varredura e Microscopia de Força Atômica e implantação de ouro por MePIIID (Metal Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition). / The main purpose of this work was to develop a thin film device with electrical anisotropic resistivity. The idea was to use a quantum effect which is present in very thin films of conductor or semiconductor materials with anisotropic morphology on the surface. The morphology was a sinusoidal-like unidirectional profile. The resistivities were determined measuring the electrical resistances of theses materials in orthogonal directions, taking in account the sample geometry and dimensions. The conductive material used was Polymethylmethacrylate (PMMA) with gold implanted on the surface. The average implanted depth was 2.7 nm. In the device fabrication were used micro and nanolithography, characterization by Scanning Electron Microscopy and Atomic Force Microscopy and gold implantation by MePIIID (Metal Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition).

Submitted by Amanda Garcia Gomes (amandagarcia.biblio2015@gmail.com) on 2019-01-30T17:19:42Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_QuartzoMagmaticoHidrotermal.pdf: 4401797 bytes, checksum: ea7259eabd16159a6668cc96d7a16923 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2019-01-30T17:21:07Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_QuartzoMagmaticoHidrotermal.pdf: 4401797 bytes, checksum: ea7259eabd16159a6668cc96d7a16923 (MD5) / Made available in DSpace on 2019-01-30T17:21:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_QuartzoMagmaticoHidrotermal.pdf: 4401797 bytes, checksum: ea7259eabd16159a6668cc96d7a16923 (MD5) Previous issue date: 2015-08-05 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O Depósito São Jorge, localizado no município de Vila Riozinho, Província Aurífera do Tapajós, sudoeste do estado do Pará, está hospedado em rochas monzograníticas com 1,89 Ga, hidrotermalizadas em diferentes intensidades, pertencentes ao Granito São Jorge Jovem (GSJJ). Quatro tipos morfológico-texturais de quartzo (Qz1, Qz2, Qz3 e Qz4) foram identificados através de imagens de microscopia eletrônica de varredura-catodoluminescência (MEV-CL) nas associações minerais propostas por Borges et al. (2009) para a área do depósito de ouro São Jorge. Nas rochas mais preservadas (associação 1 e 2), ricas em anfibólio e biotita, ocorrem cristais anédricos de quartzo magmático, de luminescência moderada a alta (Qz1). Nas rochas alteradas (associações 2 e 3), fluidos pós-magmáticos a hidrotermais que afetaram o granito percolaram fraturas do Qz1 e cristalizaram Qz2 não luminescente (escuro). Nas rochas mais intensamente alteradas (associação 4), sucessivos processos de alteração, dissolução e recristalização deram origem a cristais de quartzo zonados, subédricos (Qz3) e euédricos (Qz4) tipicamente hidrotermais, sendo este último hospedeiro da mineralização aurífera. A evolução textural do quartzo está diretamente relacionada às atividades hidrotermais que afetaram as rochas do GSJJ. Imagens de elétrons retroespalhados (ERE) e análises semiquantitativas por espectroscopia por dispersão de energia (EDS), identificaram duas gerações de ouro: Au1, enriquecido em Ag (4,3 a 23,7%) e incluso ou associado a cristais de Py; Au2, enriquecido em Te (1,1 a 17,2%) e incluso no Qz4. O estudo de cristais de quartzo através de MEV-CL forneceu informações morfológico-texturais importantes para o entendimento dos processos hidrotermais que atuaram na área mineralizada do depósito de ouro São Jorge, podendo esta metodologia ser aplicada em estudos de quartzo de outros depósitos hidrotermais. / The São Jorge Deposit (DSJ), located in the municipality of Vila Riozinho, Gold Tapajós Province, southwest of Pará state, is hosted on 1.89 Ga monzogranite rocks, hydrothermalized at different intensities, belonging to the Younger São Jorge granite. Four morphologicaltextural types of quartz (Qz1, Qz2, Qz3 e Qz4) were identified through images of scanning electron microscopy-cathodoluminescence (SEM-CL) in the mineral assemblages proposed by Borges et al. (2009) to the area of the São Jorge gold deposit. In the most preserved rocks (assemblages 1 and 2), rich in amphibole and biotite, occur anhedral crystals of primary magmatic quartz, with moderate to high luminescence (Qz1). In the altered rocks (assemblages 2 and 3), post-magmatic to hydrothermal fluids affected the granite and percolated fractures in Qz1 and crystallized Qz2 not luminescent (dark). In the most intensely altered rocks (assemblage 4), successive alteration, dissolution and recrystallization processes gave rise to zoned subhedral (Qz3) and euhedral (Qz4) quartz crystals, typically hydrothermal, the latter being host of the gold mineralization. The textural evolution of quartz is directly related to hydrothermal fluids that affected the rocks of the Younger São Jorge granite. Backscattered electrons images (ERE) and semiquantitative analysis by energy dispersive spectroscopy (EDS) identified two generations of gold: Au1, enriched in Ag (4.3 to 23.7%) and included or associated to crystals of Py; Au2, enriched in Te (1.1 to 17.2%) and included in Qz4. The study of quartz crystals by SEM-CL provided important morphological and textural information for understanding of the hydrothermal processes that acted in the mineralized area of the São Jorge gold deposit, allowing the application of this methodology in studies of quartz of other hydrothermal deposits.

Made available in DSpace on 2017-07-21T20:43:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luis Otavio Ribas Lima.pdf: 8124964 bytes, checksum: d16bc8c64f9e15d57f770b1b271d6b3b (MD5) Previous issue date: 2014-06-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Aluminum alloys have been the primary material of choice for the aircraft due to their properties such as low density, high mechanical and corrosion resistance. Commercial aircraft apply aluminum alloys for the fuselage, wings and supporting structure due to the extensive knowledge in design and production of aluminum components, and most importantly, aluminum alloys continue to be developed, keeping it highly competitive. A great development happen with the heat-treatable alloys, which allow improvement of the mechanical properties. Among this alloys stand out the Al-Zn-Mg-Cu series, known for high strength, toughness and corrosion resistance. The improvement of those alloys occurs by the precipitation of nanometric particles MgZn2, called η phase. This study’s aim was to promote an interrupted heat treatment T6I4-65 in an AA7050 aluminum alloy, with fatigue crack growth resistance as priority. Interrupted heat treatments’ goal is optimizing the consumption of solute atoms during process of nucleation and growth of precipitates as a finely dispersion. The T6I4-65 condition obtained was analyzed by differential scanning calorimetry, DSC, optical and electronic microscopy, mechanical tests as hardness, tensile and fatigue crack growth. The T6I4-65 treatment results in a microstructure with a fine dispersion of precipitated phase η’, about 75% smaller than those resulting from in current use, T7451. This microstructure resulted in a reduction of up to 24% in fatigue crack growth rate compared to that resulting from T7451 treatment, keeping the ductility of 17% of area reduction and yield strength higher than 400MPa. / Ligas de alumínio são o principal material de uso na indústria aeronáutica devido a suas propriedades como baixa densidade, alta resistência mecânica e a corrosão. Aeronaves comerciais utilizam ligas de alumínio em sua fuselagem, asas e na estrutura de suporte devido ao extenso conhecimento no projeto e produção de componentes em alumínio, e mais importante, as ligas de alumínio continuam a serem desenvolvidas, mantendo-se altamente competitivas. Ocorreu um grande avanço com o desenvolvimento das ligas tratáveis termicamente, que permitiram a otimização das propriedades mecânicas. Entre estas ligas tratáveis, destaca se a família Al-Zn-Mg-Cu, conhecidas pela alta resistência mecânica, tenacidade e resistência a corrosão. O aperfeiçoamento destas ligas ocorre pela precipitação de partículas nanométricas de MgZn2, conhecida como fase η. O objetivo deste trabalho foi obter um tratamento térmico interrompido T6I4-65 em uma liga de alumínio AA7050 com prioridade ao aumento de resistência à propagação de trinca por fadiga. Tratamentos interrompidos tem por objetivo otimizar o consumo de átomos de soluto durante os processos de nucleação e crescimento dos precipitados endurecedores na liga na forma de dispersão finamente dispersa. A condição T6I4-65 obtida foi analisada por meio de calorimetria diferencial de varredura, DSC, microscopia ótica e eletrônica de varredura e transmissão, ensaios mecânicos dureza, tração e propagação de trinca por fadiga. Este tratamento resultou em uma microestrutura com uma dispersão de finos precipitados de fase η’, cerca de 75% menores que os resultantes de tratamentos de uso corrente, T7451. Esta microestrutura promoveu a redução de até 24% na taxa de propagação de trinca por fadiga em comparação à resultante do tratamento T7451, mantendo grande ductilidade, até 17% de redução de área e limite de escoamento superior a 400MPa.

Dentre as opções de terapias dessensibilizantes, a proposta mais recente para o tratamento da Hipersensibilidade Dentinária é o uso do biovidro. Esse novo material apresenta a capacidade de promover a formação de hidroxiapatita na superfície da dentina, representando uma união química mais estável e duradoura sobre os túbulos dentinários. Este trabalho comparou o efeito de uma nova formulação de biovidro disperso em ácido fosfórico 30%, associado ao laser de Nd:YAG e ao laser de CO2 na obliteração de túbulos dentinários expostos. Foram obtidas 96 amostras de dentina humana que foram divididas em 6 grupos experimentais (n=16) e distribuídas como a seguir: G1 -­ controle negativo (nenhum tratamento adicional);? G2 -­ laser de Nd:YAG;? G3 -­ laser de CO2;? G4 -­ pasta de biovidro (biovidro + ácido fosfórico 30%);? G5 -­ pasta de biovidro + laser de Nd:YAG;? G6 -­ pasta de biovidro + laser de CO2. Os grupos G5 e G6 foram irradiados com laser de Nd:YAG e laser de CO2, respectivamente, após tratamento com a pasta de biovidro disperso em ácido fosfórico. Ao final do experimento, os grupos foram analisados qualitativamente por Espectroscopia de Infravermelho na Transformada de Fourier (FTIR), Difração de Raios X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia de Dispersão de Energia de Raios X (EDS). As análises evidenciaram que a dipersão do biovidro em ácido fosfórico 30% é capaz de formar cristais de hidrogenofosfato de cálcio e, quando a pasta formulada é aplicada sobre a dentina, ocorrem reações químicas com a estrutura dental, formando cristais de monetita. Ao irradiar os cristais formados com laser de Nd:YAG e CO2, ocorreu a desidratação desses cristais, levando à formação de hidroxiapatita. As imagens de MEV demonstram a formação de precipitados cristalinos e amorfos de dimensões variadas sobre a superfície de dentina e na entrada dos túbulos dentinários em todos os grupos que receberam o tratamento com a formulação de biovidro. O laser de CO2 foi capaz de promover alterações na morfologia do material formado de maneira ainda mais evidente especialmente nas dimensões e disposição dos cristais de hidroxiapatita formado sobre a superfície. A análise de EDS evidenciou presença de silício, composto que não está presente naturalmente na estrutura dentária, mas somente na composição do biovidro. Dessa forma, pode-­se concluir que a associação do pó de biovidro com ácido fosfórico 30% permitiu a formação de uma camada de cristais na superfície e entrada dos túbulos dentinários, evidenciando que a pasta formulada viabiliza a aplicação e manutenção do biovidro sobre a superfície dentinária. Sua associação com o laser de Nd:YAG e CO2 parece melhorar a interação desses cristais com a dentina, formando cristais de hidroxiapatita. Nesse estudo, o laser de CO2 promoveu a melhor distribuição e conformação dos cristais sobre a dentina. / Among desensitizing therapies options, the most recent proposal for Dentin Hypersensitivity treatment is the use of bioglass. This new material presents the ability to promote the formation of hydroxyapatite on dentin surface, representing a more stable and lasting chemical bond on dentin tubules. This work compared the effect of a new formulation of bioglass dispersed in 30% phosphoric acid, associated with Nd: YAG laser and CO2 laser in the obliteration of exposed dentin tubules. 96 human dentin samples were obtained, divided into 6 experimental groups (n = 16) and distributed as follows: G1 -­ negative control (no additional treatment);? G2-­ Nd: YAG laser;? G3 - CO2 laser;? G4 -­ bioglass paste (bioglass + 30% phosphoric acid);? G5 -­ bioglass paste + Nd: YAG laser;? G6 -­ bioglass paste + CO2 laser. Groups G5 and G6 were irradiated with Nd:YAG laser and CO2 laser, respectively, after treatment with the slurry dispersed in phosphoric acid. At the end of the experiment, all groups were qualitatively analyzed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-­ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-­ray Energy Dispersion Spectroscopy (EDS). The analysis showed that the dispersion of bioglass in 30% phosphoric acid forms calcium hydrogen phosphate crystals and when the formulated paste is applied on dentin surface, chemical reactions occur with the dental structure, forming monetite crystals. When irradiating these crystals with Nd: YAG and CO2 laser, dehydration of these crystals occurred leading to the formation of hydroxyapatite. MEV images demonstrate the formation of crystalline and amorphous precipitates of varying dimensions on the dentin surface and at the entrance of dentinal tubules in all groups receiving treatment with the bioglass formulation. The CO2 laser was able to promote changes in the morphology of the formed material even more evident especially in the dimension and arrangement of hydroxyapatite crystals formed on the surface. The analysis of EDS showed the presence of silicon, a compound that is not naturally present in the tooth structure, but only in the bioglass composition. Thus, it can be concluded that the association of bioglass powder with 30% phosphoric acid allowed the formation of a layer of crystals on the surface and its entrance of the dentinal tubules, evidencing that the formulated paste enables the application and maintenance of bioglass on dentin surface. Its association with the Nd:YAG and CO2 laser seems to improve the interaction of these crystals with dentin, forming hydroxyapatite crystals. In this study. CO2 laser promoted better crystals distribution and conformation on dentin surface.

A preocupação com a exposição do Homem ao ruído excessivo data dos primórdios da civilização. Com a modernidade, os níveis de ruído têm sido crescentes não só nas atividades laborais, como também nas sociais e recreativas, levando a perda auditiva induzida por níveis de pressão sonora elevada (PAINPS) a ser considerada a segunda maior causa de surdez. Esses fatos nos levaram a realizar estudo experimental buscando avaliar o efeito do nível de pressão sonora elevada e do extrato seco de Ginkgo biloba EGb 761 na cóclea de cobaias albinas, fêmeas e adultas, pela avaliação de eventuais alterações da sua citoarquitetura, por meio de microscopia de luz e pela observação das alterações do epitélio sensorial com microscopia eletrônica de varredura / Human exposition to excessive sound levels has been a cause for preoccupation since the early stages of our civilization. In the Modern Era, sound levels have increased not only at work but also during social and leisure activities, leading the hearing loss induced by high levels of sound pressure to be considered the second most important cause of deafness. Bearing that in mind an experimental work was designed in an attempt to search for the effects of high sound pressure and Ginkgo biloba EGb 761 dry extract to the cochlea of albino adult female guinea pigs with the evaluation of cell architecture alterations by means of light microscopy and also by the evaluation of alterations to the sensory epithelium with the scanning electron microscopy (SEM) array

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-05T19:25:23Z No. of bitstreams: 1 ALESSANDRO FERREIRA DO NASCIMENTO - DISSERTAÇÃO PPG-CEMat 2014..pdf: 1766148 bytes, checksum: 9952d3c1d40fa2b65189b5ac5fa3540f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-05T19:25:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALESSANDRO FERREIRA DO NASCIMENTO - DISSERTAÇÃO PPG-CEMat 2014..pdf: 1766148 bytes, checksum: 9952d3c1d40fa2b65189b5ac5fa3540f (MD5) Previous issue date: 24-07-16 / Os fios para sutura cirúrgica são considerados produtos médicos invasivos utilizados para aproximação de tecido biológico e, devido ao contato com a pele, vasculatura e outros tecidos, são considerados um produto crítico. O presente trabalho propõe a avaliação de um dos fios com maior número de queixas técnicas notificadas à ANVISA, o fio de sutura de polipropileno, que é empregado em diversas intervenções cirúrgicas que requerem material inerte ao tecido e suporte mecânico, assim, uma avaliação da natureza físico-química do material empregado em amostras comerciais é importante para nortear um processo de certificação sanitária visando minimizar o risco aos pacientes. O fio de polipropileno foi adotado como modelo de análise , sendo escolhido o fio de número cirúrgico 0(zero) com 75cm de comprimento; foram selecionadas 4 amostras de fios de sutura de polipropileno de acordo com o padrão de notificações recebidas pela área de tecnovigilância da ANVISA como modelo para a execução de ensaios de difração de raio X, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura com mapeamento por EDS, FTIR, microscopia de força atômica, análise termogravimétrica e ensaios mecânicos. Os resultados apresentados demonstraram perfis distintos nos aspectos morfológicos e mecânicos dos fios de sutura selecionados, suscitando a construção de um conjunto de análises distintas daquelas atualmente preconizadas para o registro desses produtos, assim como o estabelecimento de um processo certificador que seria realizado harmonizando parâmetros de ensaios mecânicos e caracterização morfológica dos fios de sutura, capaz de assegurar maior homogeneidade nos fios de sutura disponíveis comercialmente. / The suture threads are considered invasive medical products used for approximation of biological tissue and, due to contact with the skin, vasculature and other tissues, are considered a critical product. This paper proposes an evaluation of one of the wires with the largest number of technical complaints notified to ANVISA, the suture of polypropylene, which is used in various surgical procedures which require inert mechanical support to the tissue and thus a substantive assessment of the nature physical chemistry of the material used in commercial samples is important to guide a process of health certification in order to minimize the risk to patients. The polypropylene suture was used as the analysis model, being selected the surgical wire number 0 (zero) to 75cm long; 4 samples of polypropylene sutures were selected according to the pattern of notifications received by the area of technical surveillance of ANVISA as a model for the implementation of the testing of X-ray diffraction, optical microscopy, scanning with EDS mapping by electron microscopy, FTIR, atomic force microscopy, thermal analysis and mechanical testing. The results presented demonstrated distinct profiles on the morphological and mechanical suture wires of selected aspects, prompting the construction of a set of analyzes of those currently recommended for the registration of these products, as well as the establishment of a certification process that would be done by harmonizing testing parameters morphological and mechanical characterization of the suture capable of ensuring a greater homogeneity in the commercially available suture threads.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-08-28T16:30:59Z No. of bitstreams: 1 ILZA MARIA DO NASCIMENTO BRASILEIRO - TESE PPGEP 2006..pdf: 2336923 bytes, checksum: 7428c7728ba45c4c9d6d5bc534fc602b (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-28T16:30:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ILZA MARIA DO NASCIMENTO BRASILEIRO - TESE PPGEP 2006..pdf: 2336923 bytes, checksum: 7428c7728ba45c4c9d6d5bc534fc602b (MD5) Previous issue date: 2006-07-07 / A presença de água associada ao petróleo provoca uma série de problemas nas etapas de produção, transporte e refino. Na produção e transporte os maiores inconvenientes está ligada à necessidade de superdimensionamento das instalações de coleta, armazenamento e transferência, incluindo bombas, linhas de tubulações, tanques, etc, além do maior consumo de energia e segurança operacional. Em virtude de sua composição (material em suspensão, microrganismos, sais e gases dissolvidos) a água de produção pode sofrer variações de temperatura e pressão, provocar problemas de corrosão e/ou incrustação, causando danos às tubulações, equipamentos e acessórios (válvulas, instrumentos, etc.), podendo redundar em acidentes humanos e/ou ambientais. No processo de extração e refinação do petróleo, por exemplo, o efluente gerado apresenta concentrações elevadas de sulfetos, N-amoniacal, fenóis, óleos e graxas. Todos estes são compostos altamente nocivos ao meio ambiente e necessitam de tratamento antes do descarte para se enquadrarem às normas ambientais e com isso não causar danos ao meio ambiente. Os processos eletroquímicos possuem um grande potencial no tratamento de efluentes devido ao reduzido tempo de tratamento, pequena área de instalação quando comparada aos processos convencionais, além da possibilidade de serem associadas a outros processos no pré ou pós-tratamento de efluentes e não exigem, de maneira geral, insumos químicos. O principal objetivo de este trabalho é à aplicação da tecnologia eletroquímica na oxidação de poluentes advindos do processo de produção/refino da indústria de petróleo, para este propósito foi estudado e desenvolvido um reator que possa funcionar com eficiência no processo de eletroxidação. Além disto, o trabalho aborda o estudo da incrustação nos eletrodos, a mesma que causa diminuição considerável no rendimento do processo. O reator utilizado em este estudo foi um reator eletro número total de experimentos e consequentemente diminuir os custos operacionais do estudo em questão. Foram analisados os seguintes parâmetros dependentes: salinidade (mg/L), potencial elétrico (V), vazão volumétrica (l/h) e intervalo de eletrólise (h). Como indicadores da eficiência do tratamento eletroquímico foram analisados os seguintes parâmetros independentes: percentual de remoção de sulfeto, N-amoniacal, fenol e índice de incrustação relativo. Após a análise de todos os resultados feitos com o efluente sintético, puderam-se estabelecer as condições limites para os parâmetros (dependentes) a serem estudados no processamento com o efluente real do Pólo Industrial de Guamaré/RN e que apresentaram os melhores resultados. As melhores condições operacionais para as variáveis de entrada foram: vazão volumétrica de 380 l/h, potencial elétrico de 4 V e intervalo de eletrolise de 0,29 horas. O percentual de remoção de sulfeto foi avaliado na forma de perfil de concentração, e conforme o esperado, a remoção foi em torno de 100 %. A remoção do fenol foi em torno de 100 %, para o tempo total de eletrólise, que foi de 2 horas. Com a finalidade de avaliarmos o nível de incrustação nos eletrodos que também foi um dos objetivos de nossa pesquisa, foram realizadas análises físico-quimicas de alcalinidade e dureza em CaCO3, índice de incrustação por cronoamperometria e microscopia eletrônica de varredura dos eletrodos. / The presence of water associated to the oil provokes a series of problems in the production, transport and refining stages. In the transport and production stages the greatest inconvenient are the necessity of supersizing the collection of installations, storage and oil/water transfer. Here are included pumps, tubings, tanks, etc., beyond the biggest energy consumption and operational security. In virtue of its composition (suspended material, microorganism, salts and dissolved gases). The water production may suffer temperature and pressure variation, to provoke corrosion and/or incrustation problems, causing damages to the tubings, equipment and accessories (valves, instruments, etc.) being able to result in human and/or environmental damages. In the extraction and refinement of oil process, for example, the generated effluent presents high concentration of sulphide, N-ammoniacal, phenols, oil and greases. All these compounds are highly harmful to the environment and need treatment before the discharging in order to fit itself to environmental norms and did not cause damages to the environment. The electrochemical processes possess a great potential in effluents treatment due to the reduced time of treatment, small area of installation when compared to the conventional processes beyond the possibility to be associates to other processes such as before and posttreatment effluent, and they do not demand, in general way chemical reagents. The main objective of the present work is the application of the electrochemical technology in the oxidation of pollutants coming from the production/refining process of oil industry, for this purpose, was studied and developed an electrochemical reactor that can operate with efficiency in the electro-oxidation process. Moreover, the work approaches the study of the incrustation in the electrodes, which the same which causes the greatest decreasing in the electro-oxidation process efficiency. The reactor used in this study was following dependent parameters had been analyzed: salinity (mg/L), electric potential (V), volumetric flow rate (l/h) and electrolysis time (h). As efficiency indicators the following independent parameters had been analyzed: sulphide removal, N-ammoniacal and phenol percentage and relative index of incrustation. After analysis of all results mode with the synthetic effluent had been able to be established the conditions limits for the parameters (dependents) to be studied in the processing with the real effluent of the Industrial GuamaréPolo/RN and that they had presented the best results. The best operational conditions for the entrance variables had been: volumetric flow rate of 380 l/h, electric potential of 4 V and electrolysis time of 0,29 h. The sulphide removal percentage was evaluated in the form of concentration profile, and according to the expectation the removal was around 100 %. The phenol removal was around 100%, for the total electrolysis time that was of 2 hours. With this purpose of evaluating the incrustation level in the electrodes that also was one of the aims of our research, was carried out physical-chemistry analysis of alkalinity and hardness in CaCO3, incrustation index for chronoamperometric technique and scanning electronic microscopy of the electrodes.

O objetivo principal deste trabalho foi desenvolver um dispositivo de filme fino com anisotropia de resistividade elétrica. A idéia foi usar um efeito quântico presente em filmes muito finos de materiais condutores ou semicondutores com morfologia anisotrópica na superfície. A morfologia foi um perfil unidirecional quase-senoidal. As resistividades foram determinadas medindo-se as resistências elétricas destes materiais em direções ortogonais, levando-se em conta a geometria da amostra e suas dimensões. O material condutor usado foi Polimetilmetacrilato (PMMA) com ouro implantado na superfície. A profundidade média de implantação foi 2,7 nm. Na fabricação do dispositivo foi utilizada micro e nanolitografia, caracterização por Microscopia Eletrônica de Varredura e Microscopia de Força Atômica e implantação de ouro por MePIIID (Metal Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition). / The main purpose of this work was to develop a thin film device with electrical anisotropic resistivity. The idea was to use a quantum effect which is present in very thin films of conductor or semiconductor materials with anisotropic morphology on the surface. The morphology was a sinusoidal-like unidirectional profile. The resistivities were determined measuring the electrical resistances of theses materials in orthogonal directions, taking in account the sample geometry and dimensions. The conductive material used was Polymethylmethacrylate (PMMA) with gold implanted on the surface. The average implanted depth was 2.7 nm. In the device fabrication were used micro and nanolithography, characterization by Scanning Electron Microscopy and Atomic Force Microscopy and gold implantation by MePIIID (Metal Plasma Immersion Ion Implantation and Deposition).

In this work, thin and compact films of TiO2, Nb2O5 and WO3 nanoparticles were prepared to be used as contact/blocking layer in dye sensitized solar cells (DSCs). The films were produced by deposition of 30 bilayers of TiO2(ac)/TiO2(bas), TiO2(ac)/Nb2O5(bas) and TiO2(ac)/WO3(bas) using the layer-by-layer technique (LbL) from nanoparticle sols of TiO2 (pH = 2 and 10), Nb2O5 (pH = 10) and WO3 (pH 10) prepared by sol-gel method. The TiO2/TiO2 and TiO2/Nb2O5 underlayers resulted in an increase of 25% and 87% respectively, in the efficiency of DSCs when compared to those without the contact/blocking layers. The application of TiO2/WO3 films did not result in any improvement of DSC efficiency. Factors such as thickness, nanoparticles homogeneity, oxides concentration on the films and roughness directly influence on the efficiency of such films as contact/blocking layer. Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) and Atomic Force Microscopy (AFM) images, confirmed that all films are constituted by spherical nanoparticles with homogeneous diameters smaller than 20 nm, resulting on compact and low porous surfaces. This morphology ensures a physical barrier between the electrolyte and the conductive glass used as electrode in DSCs. The TiO2/TiO2 and TiO2/Nb2O5 films also exhibited higher roughness than the surface of the conductive glass without the bilayers, which increases the interaction with the mesoporous TiO2 film. The molar ratios of the species present on the films are controlled by the pH employed during deposition, and were determined by X- ray photoelectron spectroscopy (XPS). The Ti4+/Nb5+ and Ti4+/W6+ ratios were 1.6 and 19 respectively, which evidences a higher concentration of TiO2 nanoparticles on the films. For a better understanding of the role of the bilayers on the charge transfer processes, the substrates were analyzed by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS). The electronic properties of the oxides also influence the efficiency of the LbL films as contact/blocking layers. Due to its higher band gap, Nb2O5 nanoparticles impose an electronic barrier to the electrons transfer from the conductive substrate to the electrolyte, additionally to the physical barrier. / Neste trabalho foram preparados filmes finos e compactos de óxidos nanoparticulados de TiO2, Nb2O5 e WO3 para a aplicação como camada de contato/bloqueio em células solares sensibilizadas por corante (DSCs). Os filmes foram produzidos pela deposição de 30 bicamadas de TiO2(ác)/TiO2(bás), TiO2(ác/Nb2O5(bás) e TiO2(ác)/WO3(bás) utilizando a técnica de automontagem (Layer-by-Layer ou LbL), a partir dos sóis nanoparticulados de TiO2 (pH = 2 e 10), Nb2O5 (pH = 10) e WO3 (pH = 10) sintetizados pelo método sol-gel. A presença das bicamadas de TiO2/TiO2, TiO2/Nb2O5 gerou aumentos relativos na eficiência das DSCs de 25% e 87% respectivamente, quando comparadas às DSCs sem as bicamadas. Já o filme de TiO2/WO3 não gerou nenhuma melhoria na eficiência das DSCs. Fatores como a espessura, homogeneidade das nanopartículas, concentração dos óxidos nos filmes e a rugosidade influenciam diretamente na eficiência dos filmes como camada de contato/bloqueio. Imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura com Emissão de Campo (MEV-FEG) e Microscopia de Força Atômica (MFA) confirmaram que todos os filmes apresentaram nanopartículas esféricas com diâmetros homogêneos e menores que 20 nm, o que acarreta na formação de superfícies compactas e pouco porosas. Esta morfologia garante uma barreira física entre o eletrólito e a superfície do vidro condutor utilizado como eletrodo nas DSCs. Os filmes de TiO2/TiO2 e TiO2/Nb2O5 apresentaram também rugosidades maiores que a da superfície do vidro condutor sem as bicamadas, o que aumenta a interação entre com o filme de TiO2 mesoporoso. As razões molares das espécies presentes nos filmes são controladas pelo pH empregado durante as deposições, e foram determinadas por Espectroscopia de Fotoelétrons Excitados por raios-X (XPS). As razões Ti4+/Nb5+ e Ti4+/W6+ foram de 1,6 e 19 respectivamente, o que evidencia uma maior quantidade de nanopartículas de TiO2 nos filmes. Para melhor entender o papel das bicamadas nos processos de transferência de cargas, os substratos foram analisados por Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE). As propriedades eletrônicas dos óxidos também influenciam na eficiência dos filmes automontados como camada de contato/bloqueio. Devido ao seu maior valor de band gap, as nanopartículas de Nb2O5 impõem, além de uma barreira física, uma barreira eletrônica para a transferência dos elétrons do substrato condutor para o eletrólito. / Mestre em Química

As interessantes propriedades eletrônicas, mecânicas e óticas dos materiais orgânicos conjugados fizeram emergir diversas aplicações tecnológicas e comerciais em dispositivos baseados nesses materiais, tais como sensores, memórias, células solares e diodos emissores de luz poliméricos (LEDs). Neste sentido, o tema central desta tese é o estudo das propriedades elétricas e morfológicas e os mecanismos de transporte eletrônico de cargas no PEDOT:PSS, uma blenda polimérica que consiste de um policátion condutivo, o poli(3,4- etilenodioxitiofeno) (PEDOT) e do poliânion poli(estirenosulfonado) (PSS). PEDOT:PSS é amplamente usado como material de eletrodo em aplicações na área de eletrônica plástica, como mencionado anteriormente. Apesar da condutividade elétrica dos filmes finos de PEDOT:PSS possa variar várias ordens de grandeza, dependendo do método pela qual é processado e transformado em filme fino, as razões para este comportamento é essencialmente desconhecido. Esta tese descreve um estudo detalhado do transporte eletrônico de cargas anisotrópico e sua correlação com a morfologia, as condições e as dimensões da separação de fase entre os dois materiais, PEDOT e PSS. Antes de abordar as propriedades do PEDOT:PSS, uma camada de filme fino inorgânica usada para aumentar o tempo de vida de dispositivos orgânicos é descrita no Capítulo 2. Um importante mecanismo de degradação em LEDs poliméricos é a fotooxidação da camada ativa. Assim, isolar a camada ativa da água, oxigênio e luz, torna-se crucial para o aumento do tempo de vida. Um sistema de deposição química a partir da fase de vapor estimulada por plasma (PECVD) é usado para depositar filmes finos de nitreto de carbono em baixas temperaturas, menores que 100 °C, sobre PLEDs com a intenção de aumentar o tempo de vida destes dipositivos e diminuir a fotodegradação do poli[2-metoxi-5- (2-etil-hexiloxi)-p-fenileno vinileno] (MEH-PPV) em ambiente atmosférico. O filme fino de nitreto de carbono possui as características de um material que pode bloquear a umidade e que tem espessura e flexibilidade adequados para a nova geração de PLEDs flexíveis. As características dos filmes finos de nitreto de carbono e MEH-PPV foram investigadas usando-se técnicas de espectroscopia ótica, com particular ênfase no processo de degradação do MEHPPV sob iluminação. Os resultados mostraram que o filme fino de nitreto de carbono protege o filme polimérico e diminui consideravelmente a fotooxidação. Para avaliar o efeito do encapsulamento em dispositivos reais, LEDs poliméricos foram fabricados e pelas curvas de corrente-tensão um aumento no tempo de vida é confirmado quando a camada de nitreto de carbono é presente. O tempo de vida desejado, maior que 10.000 horas, para aplicações comerciais não foi atingido, entretanto, o encapsulamento pode ser melhorado otimizando as propriedades da camada de nitreto de carbono e combinando-as com camadas de outros materiais orgânicos e inorgânicos. Os capítulos seguintes deste trabalho aborda os estudos realizados com o PEDOT:PSS, uma vez que é amplamente usado em eletrônica orgânica, mas relativamente tem recebido pouca atenção com respeito ao transporte eletrônico de cargas, bem como sua correlação com a morfologia. No Capítulo 3, experimentos com microscopia de varredura por sonda (SPM, Scanning Probe Microscopy) e medidas de condutividade macroscópica são utilizados para estudar e obter um modelo 3D morfológico completo que explica, qualitativamente, a condutividade anisotrópica observada nos filmes finos de PEDOT:PSS depositados pela técnica de spin coating. Imagens topográficas de microscopia de varredura por tunelamento (STM) e imagens da seção transversal observadas com o microscópio de forca atômica (X-AFM) revelaram que o filme fino polimérico é organizado em camadas horizontais de partículas planas ricas em PEDOT, separadas por lamelas quasi-contínuas de PSS. Na direção vertical, lamelas horizontais do isolante PSS reduzem a condutividade e impõe o transporte eletrônico a ser realizado por saltos em sítios vizinhos próximos (nn-H, nearest-neighbor hopping) nas lamellas de PSS. Na direção lateral, o transporte eletrônico via saltos 3D em sítios a longas distâncias (3D-VRH, variable range hopping) ocorre entre as ilhas ricas em PEDOT que são separadas por barreiras muito mais finas de PSS, causando um aumento da condutividade nesta direção. Esta discussão é estendida ao Capítulo 4 com uma descrição quantitativa do transporte eletrônico de cargas predominantes. Particularmente, é demonstrado que o transporte de cargas via saltos 3D em sítios a longas distâncias ocorre entre ilhas ricas em PEDOT e não entre segmentos isolados de PEDOT ou dopantes na direção lateral, enquanto que na direção vertical o transporte de cargas via saltos em sítios vizinhos próximos ocorre dentro das lamelas do quasi-isolante PSS. Em algumas aplicações, faz-se necessário usar PEDOT:PSS com alta condutividade elétrica. Isso pode ser feito adicionando-se sorbitol à solução aquosa de PEDOT:PSS. Após um tratamento térmico, e dependendo da quantidade de sorbitol adicionado, a condutividade aumenta várias ordens de grandeza e as causas e consequências de tal comportamento foram investigadas neste trabalho. O Capítulo 5 investiga as várias propriedades tecnológicas do PEDOT:PSS altamente condutivo tratado com sorbitol, tais como a própria condutividade, os efeitos dos tratamentos térmicos e exposição à umidade. É observado que o aumento da condutividade elétrica, devido à adição de sorbitol na solução aquosa, é acompanhado por uma melhoria na estabilidade da condutividade elétrica em condições atmosféricas. Surpreendentemente, a condutividade elétrica do PEDOT:PSS, sem tratamento com sorbitol (~ 10-3 S/cm), aumenta mais de uma ordem de grandeza sob ambiente úmido de 30-35 % umidade relativa. Este efeito é atribuido a uma contribuição iônica à condutividade total. Análise Temogravimetrica (TGA), espectrometria de massa com sonda de inserção direta (DIP-MS) e análise calorimétrica diferencialmodulada (MDSC) foram usadas como técnicas adicionais para o entendimento dos estudos deste Capítulo. No Capítulo 6, microscopia de varredura por sonda-Kelvin (SKPM) foi empregada para medir o potencial de superfície dos filmes finos de PEDOT:PSS tratados com diferentes concentrações de sorbitol. Mostra-se que a mudança no potencial de superfície é consistente com uma redução de PSS na superfície do filme fino. Para estudar o transporte eletrônico nos filmes finos de PEDOT:PSS altamente condutivos tratados com sorbitol, o Capítulo 7 usa medidas de temperatura e campo elétrico em função da conduvitidade correlacionados com analises morfológicas realizadas por STM. É observado que o transporte eletrônico por saltos, na direção lateral, muda de 3D-VRH para 1D-VRH quando o PEDOT:PSS é tratado com sorbitol. Esta transição é explicada por uma auto-organização das ilhas ricas em PEDOT em agregados 1D, devido ao tratamento com sorbitol, tornando-se alinhadas em domínios micrométricos, como observado pelas imagens de STM. / Employing the unique mechanical, electronic, and optical properties of the conjugated organic and polymer materials several technological and commercial applications have been developed, such as sensors, memories, solar cells and light-emitting diodes (LEDs). In this respect, the central theme of this thesis is the electrical conductivity and mechanisms of charge transport in PEDOT:PSS, a polymer blend that consists of a conducting poly(3,4-ethylenedioxythiophene) polycation (PEDOT) and a poly(styrenesulfonate) polyanion (PSS). PEDOT:PSS is omnipresent as electrode material in plastic electronics applications mentioned above. Although the conductivity of PEDOT:PSS can vary by several orders of magnitude, depending on the method by which it is processed into a thin film, the reason for this behavior is essentially unknown. This thesis describes a detailed study of the anisotropic charge transport of PEDOT:PSS and its correlation with the morphology, the shape, and the dimension of the phase separation between the two components, PEDOT and PSS. Before addressing the properties of PEDOT:PSS, a new barrier layer is described in Chapter 2 that enhances the lifetime of organic devices. An important degradation mechanism in polymer LEDs is photo-oxidation of the active layer. Hence, isolating the active layer from water and oxygen is crucial to the lifetime. Plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) is used to deposit a thin layer of carbon nitride at low deposition temperatures, below 100 °C, on a polymer LED that uses poly[2-methoxy-5-(2´-ethylhexyloxy)-1,4- phenylene vinylene] (MEH-PPV) as active layer. A thin layer of carbon nitride acts as barrier for humidity, but is still sufficiently bendable to be used in flexible polymer LEDs. The characteristics of carbon nitride and MEH-PPV films have been investigated using optical spectroscopy, with particular emphasis on the degradation process of MEH-PPV under illumination. The measurements show that the carbon nitride coating indeed protects the polymer film and diminishes the photo-oxidation considerably. To study the effect of the encapsulation in real devices, polymer LEDs were made and their current-voltage characteristics confirm the enhanced lifetime in the presence of a carbon nitride barrier layer. However, the target, a lifetime of more than 10,000 hours for commercial applications, was not achieved. The remaining chapters of this thesis describe the investigations of PEDOT:PSS. PEDOT:PSS is widely used in organic electronics. So far, relatively little attention has, been paid to the mechanisms of charge transport in this material and the correlation of those properties to the morphology. In Chapter 3, scanning probe microscopy (SPM) and macroscopic conductivity measurements are used to obtain a full 3D morphological model that explains, qualitatively, the observed anisotropic conductivity of spin coated PEDOT:PSS thin films. Topographic scanning probe microscopy (STM) and cross-sectional atomic force microscopy images (X-AFM) reveal that the thin film is organized in horizontal layers of flattened PEDOT-rich particles that are separated by quasi-continuous PSS lamella. In the vertical direction, the horizontal PSS insulator lamellas lead to a reduced conductivity and impose nearest-neighbor hopping (nn-H) transport. In the lateral direction, 3D variable-range hopping (3D-VRH) transport takes place between PEDOT-rich clusters which are separated by much thinner barriers, leading to an enhanced conductivity in this direction. This discussion is extended in Chapter 4, where a quantitative description of the length scales of the predominant transport is obtained. Particularly, it is demonstrated that the hopping process takes place between PEDOT-rich islands and not between single PEDOT segments or dopants in the lateral direction, whilst in the vertical direction the current limiting hopping transport occurs between dilute states inside the quasi-insulating PSS lamellas. By a post-treatment it is possible to modify PEDOT:PSS to raise its conductivity, by orders of magnitude. Typically, the addition of sorbitol to the aqueous dispersion of PEDOT:PSS that is used to deposit thin films via spin coating leads to an enhancement of the conductivity after thermal annealing. The causes and consequences of such behavior were investigated in detail. Chapter 5 describes the various properties of the highly conductive sorbitol-treated PEDOT:PSS, such as the conductivity itself, and the effects of thermal annealing and exposure to moisture. It is found that the conductivity enhancement upon addition of sorbitol is accompanied by a better environmental stability. Surprisingly, the electrical conductivity of PEDOT:PSS thin films without sorbitol treatment is increased by more than one order of magnitude in an environment with more than 30-35 % relative humidity. This effect is attributed to an ionic contribution to the overall conductivity. Thermal gravimetric analysis (TGA), direct insert probe-mass spectrometry (DIP-MS) and modulation differential scanning calorimetry (MDSC) were used as additional tools to demonstrate that, after thermal treatment, the concentration of sorbitol in the final PEDOT:PSS layer is negligibly small. In Chapter 6, scanning Kelvin probe microscopy (SKPM) is employed to measure the surface potential and work function of this PEDOT:PSS films that were deposited from water with different sorbitol concentrations. It is shown that work function of PEDOT:PSS is reduced with increasing sorbitol concentration. This shift can be explained by and is in agreement with- a reduction in the surface enrichment with PSS of the film. To study the charge transport properties of the highly conductive sorbitoltreated PEDOT:PSS films, temperature dependent and electric field dependent measurements are correlated with morphological analysis by STM in Chapter 7. It is found that by sorbitol treatment the hopping transport changes from 3DVRH to 1D-VRH. This transition is explained by a sorbitol-induced selforganization of the PEDOT-rich grains into 1D aggregates that are aligned within micrometer sized domains, as observed in STM images.