[pt] Nas últimas décadas a tecnologia de displays e células solares evoluiu consideravelmente. Há menos de cinco décadas atrás a tecnologia de volume (bulk) era a mais amplamente utilizada no mundo. Com o surgimento das tecnologias de dispositivos planos ocorreu uma grande revolução e, nos dias atuais, é a tecnologia dominante na área de displays e de células solares. Já a tecnologia do futuro surgiu com a descoberta dos materiais orgânicos semicondutores tornando possível a substituição dos convencionais substratos de vidro por substratos flexíveis, como os substratos poliméricos ou metálicos. Nesta tese foram desenvolvidos diferentes tipos de substratos compósitos poliméricos baseados no termoplástico comercial de alto desempenho, poli(éter imida) (PEI), e na celulose bacteriana (CB), um polímero natural e biocompatível comumente utilizado como pele artificial. Os nanocompósitos foram idealizados para aplicação como substratos flexíveis em dispositivos orgânicos. Três tipos de substratos foram estudados: nanocompósito PEI/nanotubos de carbono (CNTs); nanocompósito CB/PEI; e CB modificada por camada de dióxido de titânio dopado com alumínio (AlTiO2). Os dois primeiros substratos foram utilizados na produção de dispositivos orgânicos emissores de luz (OLEDs), enquanto o último na produção de um dispositivo fotodetector em meio aquoso – implante de retina. Os novos materiais foram caracterizados, principalmente, por suas propriedades ópticas e morfológicas, e os resultados foram utilizados para determinar suas possíveis aplicações. O nanocompósito PEI/CNT apresentou propriedades similares ao polímero puro quando produzido com baixas concentrações de CNTs. Para maiores concentrações os resultados obtidos mostraram-se inferiores aos do polímero puro. Já o nanocompósito CB/PEI apresentou propriedades comparáveis ou melhores que dos polímeros puros. Podemos destacar a grande melhoria em sua transparência óptica na região do visível, além de ter sido possível a obtenção de uma rugosidade superficial comparável à encontrada para substratos de vidro e com maior homogeneidade em relação aos substratos de PEI. Ambos substratos foram funcionalizados pela deposição de uma camada de óxido de índio-estanho (ITO), que foi utilizado como eletrodo transparente na produção dos OLEDs. A análise da funcionalização da superfície mostrou que os filmes de ITO sobre os compósitos apresentou propriedades elétricas também comparáveis aos obtidos para substratos de vidro e PEI. No caso do substrato de CB/PEI foi verificada melhor estabilidade do filme de ITO nos testes de flexão, não sendo observado variações no valor de sua resistividade mesmo após sofrer flexão de 5mm de diâmetro. Os dispositivos produzidos no substrato compósito PEI/CNT também apresentaram propriedades semelhantes às obtidas pela utilização do polímero puro. A maior eficiência atingida por ambos dispositivos flexíveis chegou a 1,45 cd/m2, ainda abaixo dos valores obtidos para os substratos de vidro – 2,15 cd/m2 no caso do substrato com ITO comercial e 2,00 cd/m2 no caso do substrato com ITO depositado. Já os dispositivos produzidos no nanocompósito CB/PEI apresentou excelente eficiência (2,50 cd/m2), sendo maior que o obtido para subtratos revestidos com ITO comercial. O substrato de CB/AlTiO2 foi idealizado para melhorar a aderência do ITO no filme de CB quando em contato com a água. O resultado obtido foi bastante satisfatório, pois, além de manter a camada de ITO aderido ao substrato, melhorou em 46 porcento sua rugosidade superficial. Essa modificação na morfologia da superfície acarretou em uma melhora significativa da resistividade elétrica do filme de ITO sobre o substrato flexível, uma redução de aproximadamente 63 porcento. Os substratos modificados foram utilizados para a produção de um dispositivo fotodetector. Os resultados obtidos apontam substratos promissores para a produção de implantes de retinas flexíveis e biocompatíveis. / [en] Over the past decades displays and solar cells technology had substantially evolved. For less than five decades ago the bulk technology was the most widely used worldwide. With the emergence of flat device technology a great revolution has occurred and, nowadays, this is the dominant technology in the field of displays and solar cells. The future technology has begun with the discovery of the organic semiconductor material which makes possible to replace conventional glass substrates for flexible substrates such as polymeric or metallic ones. In this thesis different types of polymeric composite substrates based on commercial high performance thermoplastic polyetherimide (PEI), and a natural and biocompatible polymer commonly used as artificial skin, bacterial cellulose (BC) has been developed. The above mentioned nanocomposites were developed for application as flexible substrates in organic devices. Three types of substrates were studied: PEI/carbon nanotubes (CNTs) nanocomposite; BC/PEI nanocomposite; and BC modified with an aluminum doped titanium dioxide (AlTiO2) layer. The first two substrates were used for the production of organic emitting devices (OLEDs), while the latter one was used for the production of a photodetector device in aqueous medium – retinal prosthesis. The new materials were mainly characterized by its optical and morphological properties and the results were used to determine its possible applications. PEI/CNT nanocomposite presented similar properties to the pure polymer when produced with low CNTs contents. For higher concentrations the results were inferior to those of the pure polymer. BC/PEI nanocomposite has showed comparable or better properties when compared with pure polymers. A highlight was the great improvement in their optical transparency in the visible region of electromagnetic spectrum, and the smooth surface achieved by the nanocomposite – comparable to that found for glass substrates and with better uniformity in relation to PEI substrates. Both substrates were functionalized by depositing a layer of tin doped indium oxide (ITO), which was used as a transparent electrode in the production of OLEDs. The analysis of surface functionalization showed that electrical properties of ITO films onto composites were also comparable to those obtained for glass and PEI substrates. However, BC/PEI substrate presented better ITO film stability in bending tests, showing no changes in its resistivity value even after undergoing 5 mm diameter of bending. The devices produced in the PEI/CNT composite substrate has also similar properties to those obtained by using pure polymer. The higher efficiency achieved by both flexible devices reached 1.45 cd/m2 which is still below the values obtained for the glass substrates – 2.15 cd/m2 in the case of commercial ITO substrate and 2.00 cd/m2 in the case the substrate with deposited ITO. The devices produced onto CB/PEI composite substrates showed excellent efficiency (2.50 cd/m2), a higher value than that obtained for substrates coated with commercial ITO. The CB/AlTiO2 substrate was designed to improve the adhesion of the ITO film onto BC substrate when in contact with water. The result was quite satisfactory, because in addition to maintaining the ITO layer adhered to the substrate it has a 46 percent improvement in surface roughness. This change in surface morphology resulted in a significant improvement of ITO electrical resistivity, a reduction of approximately 63 percent was observed. The modified substrates were used for production of a photodetector device and the results showed a promising substrate for production of biocompatible and flexible retinal prosthesis.

[pt] Nanotubo de Carbono é um alótropo do Carbono cujo caráter 1D confere-lhe propriedades mecânicas, eletrônicas, térmicas, ópticas excepcionais. Por isso que cientistas têm estudado este material intensamente, tanto do ponto de vista teórico, como de um ponto de vista experimental. Um dos interesses de pesquisa experimental é se conseguir produzir de forma controlada Nanotubos de Carbono com propriedades otimizadas, para aplicações específicas. Outra linha de pesquisa experimental que existe é a de sintetizar Nanotubos de Carbono dopados, com o objetivo de se criar Nanotubos com novas propriedades físicas. A presente dissertação de Mestrado concentra-se na síntese de especificamente Nanotubos de paredes simples dopados com Boro, e tem como objetivos avaliar a viabilidade de se produzir tais Nanotubos dopados com níveis de dopagem controlados, assim como estudar as novas propriedades físicas que surgem em Nanotubos dopados. Inicialmente, neste trabalho será conduzida uma revisão da atual literatura científica sobre Nanotubos de Carbono, com foco nas diferenças físicas entre nanotubos puros e dopados. Em seguida, o aparato experimental e a metodologia utilizada serão descritos. Por fim, os resultados experimentais serão analisados objetivando-se entender a nova física por trás dos nanotubos dopados com Boro, assim como responder à questão se o método adotado conseguiu produzir Nanotubos dopados de forma controlada. / [en] Carbon nanotube is a carbon allotrope whose unique characteristic is its 1D geometry, and that has outstanding mechanical, electronic, thermal, optical properties. Nonetheless, this material has been deeply studied from theoretical and experimental standpoints. From the experimental point of view, there is the interest to create a controlled synthesis of Carbon Nanotubes with optimized physical properties for specific purposes. Another contemporary research interest is on the synthesis of doped Carbon Nanotubes, with the objective of inducing new properties on the Nanotube. This thesis work focuses on the synthesis of, specifically, Boron doped Single Walled Carbon Nanotubes, and aims to study the feasibility of producing Carbon Nanotubes with controlled doping levels by changing the precursor substance, and to understand the new physical properties that arise from the incorporation of Boron heteroatoms on the Carbon Nanotube structure. In this thesis work, a review of the current literature about Carbon Nanotube science is conducted, with focus on the differences in properties between pristine and doped tubes. Then, the experimental setup and methodology is explained. Finally, the experimental results are analyzed in order to understand the new physics of Boron doped Single Walled Carbon Nanotubes, and answer the question of whether a controllable method has been developed to dope Carbon Nanotubes.

Orientador: Jacobus Willibrordus Swart / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-18T12:44:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yamamoto_SilasDemmy_M.pdf: 5306597 bytes, checksum: 9dd3930c43415f31bf913b4d374c25eb (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O trabalho intitulado Integração de Sistema Transceptor de 60 GHz para Aplicações Sem Fio de Interface Multimídia de Alta Definição (Wireless HDMI) foi realizado na empresa STMicroelectronics (França), no departamento de P&D de Tecnologia / CAD Central e Soluções, como requisito para a obtenção do título de mestre. O objetivo deste trabalho foi de pesquisar e propor uma integração de sistema do tipo Sistema no Empacotamento (SiP ou System in Package) a nível industrial, com o desenvolvimento de um Módulo de Múltiplos Chips (MCM ou Multi-Chip Module) de camadas cerâmicas com tecnologia Cerâmica Cossinterizada sob Alta Temperatura (HTCC), integrando componentes de diferentes tecnologias - um circuito integrado CMOS 65 nm, um circuito integrado monolítico de micro-ondas (MMIC) de Arseneto de Gálio (GaAs) comercial e antenas IPD (Dispositivo de Integração Passiva) de vidro. Além disso foram desenvolvidas técnicas de projeto de integração na tecnologia HTCC, atendendo-se às regras para fabricação e montagem industrial. Utilizaram-se no projeto ferramentas software de projeto de simulação elétrica e eletromagnética, resultando no módulo com área de 13 x 8 mm2 e 1,12 mm de espessura incluindo os componentes. Nas linhas de transmissão do sinal a 60 GHz e de banda base foram medidas perdas de inserção de 1,0 dB/mm e 0,6 dB respectivamente. A antena integrada no módulo apresentou um ganho mínimo de 6 dBi (de 53,5 a 59,5 GHz), com perda de retorno maior que 10 dB (de 51 a 63 GHz) e um pequeno deslocamento em relação à banda especificada. Os resultados de medição de algumas amostras demonstraram que a tecnologia HTCC, para integração do sistema, é viável tanto em termos de desempenho, quanto nos aspectos industrial e comercial, mesmo antes da análise da montagem e desempenho do MMIC HPA e do sistema / Abstract: This Master's degree work, entitled System-in-Package (SiP) Integration of 60 GHz Transceiver for Wireless High Definition Multimedia Interface Application, was executed at STMicroelectronics Company (France), Minatec site in the department of Research and Technological Development/Central CAD and Solutions Department, under the guidance of PhD. Andreia Cathelin. The objective was to research and propose a SiP integration for industrial production. The Multi-Chip Module with ceramic materials (MCM-C) of High Temperature Cofired Ceramic technology (HTCC) was developed. Components and devices of different technologies - an RF 65 nm CMOS Integrated Circuit (IC), a commercial Gallium Arsenide (GaAs) monolithic microwave IC (MMIC), and IPD (Integrated Passive Device) antennas with glass substrate - were integrated into the same module. Further design techniques were developed complying with techniques for industrial assembly and the design rules of Kyocera, the company which provides HTCC technology and module manufacturing. The complete system integration was designed with electronic design automation (EDA) software tools with electrical and electromagnetic simulation resulting in a 13 x 8 mm2 area and 1.12 mm thickness module including its components. The 60 GHz and the base band transmission lines presented an insertion loss of 1.0 dB/mm and 0.6 dB respectively. The IPD antenna integrated in the module presented a 6 dBi minimum gain (53.5 to 59.5 GHz band) with return loss above 10 dB (51 to 63 GHz band) and a small shift of the frequency band. The measurement results of some assembled samples showed that HTCC technology is viable in terms of performance and industrial production for the 60 GHz application, even before the analysis of MMIC HPA and the system evaluation / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Michel Daoud Yacoub / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T01:29:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Barbin_ManoelVitorio_M.pdf: 5394528 bytes, checksum: f2e1dbef898be5580589baf0e2996f16 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: A identificação de objetos através de ondas de radiofrequência ou RFID (Radio Frequency Identification) é uma tecnologia onde uma etiqueta, colocada em um objeto, tem suas informações lidas por um sistema de processamento remoto. Embora esta não seja uma tecnologia recente, sua utilização tem apresentado constante crescimento nos últimos anos. Atualmente, RFID é apontada com uma das principais tecnologias habilitadoras da internet do futuro, a Internet das Coisas, IoT (Internet of Things). Operando principalmente em faixas destinadas para o uso de aplicações médicas, científicas e industriais, ISM (Industrial, Scientific and Medical), sistemas de RFID apresentam diferentes características em função da banda de frequências utilizada. Em UHF (Ultra High Frequency), os sistemas de RFID que fazem uso de etiquetas passivas, são considerados como uma solução com bom desempenho para a identificação de objetos em distâncias que variam de alguns poucos centímetros a vários metros. Contudo, a distância de identificação depende do material que constitui um dado objeto. Por exemplo, metais estão entre os materiais que degradam significativamente o desempenho de sistemas de RFID em UHF, reduzindo a distância de identificação. Diversas soluções de etiquetas têm sido desenvolvidas com o objetivo de torná-las, o máximo possível, insensíveis à presença do metal. Alguns diferentes tipos de antenas foram propostas, entre as quais se destacam as que possuem um plano-terra inerente a sua estrutura, como a de microfita e a planar de F-Invertido, PIFA (Planar Inverted-F Antenna). Uma revisão destas soluções é realizada nesta dissertação. Este trabalho descreve o projeto de uma etiqueta passiva de RFID em UHF, baseado em uma PIFA, para identificação de objetos metálicos colocados em distâncias maiores que oito metros, aproximadamente. O principal objetivo de uso da etiqueta é na identificação de objetos com razoáveis dimensões tais como containers, chapas, canos, etc., frequentemente encontrados em ambientes industriais e armazéns de estocagem. Uma forma diferente de alimentação do sinal de radiofrequência para a antena é desenvolvida. Simulações eletromagnéticas e medições indicam um bom desempenho da etiqueta em uma ampla faixa de frequências, que abrange as principais bandas de operação de RFID em UHF no mundo / Abstract: The identification of objects by radio waves or RFID (Radio Frequency Identification) is a technology where a tag is attached to an object and its information read by a remote processing system. Although it is not a new technology, its use has shown steady growth in recent years. Currently, RFID is identified as one of the main enabling technologies of the future Internet, the Internet of Things, IoT. Operating in the bands intended primarily for use in industrial, scientific and medical (ISM) applications, RFID systems have different characteristics depending on the frequency band used. In the UHF (Ultra High Frequency) band, RFID systems using passive tag are considered as a solution with good performance to identify objects at distances ranging from a few centimeters to several meters. However, the distance of identification depends on the material that the object is made of. For example, metals are materials which can significantly degrade the performance of UHF RFID systems by reducing the distance of identification. Several solutions for tags have been developed in order to make them, as far as possible, insensitive to the presence of metal. Some different types of antennas were proposed, among which are those with a ground plane inherent in its structure, such as the microstrip antenna and the PIFA (Planar Inverted-F Antenna). A review of these solutions is carried out in this dissertation. This document describes the design of a passive RFID tag in UHF, based on a PIFA for identification of metallic objects placed at distances greater than eight meters or so. The main use of the tag is to identify objects with medium or large dimensions such as containers, plates, pipes, etc., often found in industrial environments and storage warehouses. A different kind of RF feeder to the antenna is developed. Electromagnetic simulations and measurements indicate a good tag performance in a wide frequency band, which covers the main RFID UHF operation bands in the world / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

[pt] Nesta dissertação foram estudadas as propriedades ópticas, eletroquímicas, elétricas e morfológicas de novos compostos fluorescentes para o desenvolvimento de OLEDs. Para isto, foram estudadas algumas sondas moleculares fluorescentes utilizadas na área biomédica como agentes antitumorais e marcadores ópticos fluorescentes: a) N,N - diisonicotinoil-2-hidroxi-5 metilisoftaldeído diidrazona (DMD); b) 2-(5 -isotiocianato-2 -hidroxifenil)benzoxazol, (5ONCS); c) 1,1 -dipireno (DIPI) e d) 7,7 -terc-butil-1,1- dipireno (TDIPI). Todos estes compostos foram sintetizados por Grupos de pesquisa brasileiros e depositados termicamente em forma de filmes finos no nosso Laboratório. No decorrer do estudo de fabricação dos OLEDs, os dispositivos bicamada baseados no DMD e no 5ONCS se mostraram pouco eficientes devido principalmente à baixa condutividade do DMD e à elevada rugosidade da camada de 5ONCS. A solução destes problemas foi encontrada na técnica de codeposição, que consiste na evaporação simultânea de uma matriz orgânica e de um dopante (DMD ou 5ONCS) numa única camada. Desta forma, foi possível alcançar um aumento da mobilidade das cargas nas camadas co-depositadas alem de favorecer a transferência de energia da matriz para o dopante. Os OLEDs fabricados nestas condições permitiram observar, pela primeira vez, a eletroluminescência dos compostos DMD e 5ONCS. Já os OLEDs baseados nas moléculas DIPI e TDIPI apresentaram eletroluminescência sem a necessidade da co-deposição. Em particular, no caso do OLED baseado no TDIPI foi possível alcançar uma luminância de 1430 cd/m2 com uma eficiência de 2,65 porcento a 1mA. Os resultados deste trabalho evidenciam a potencialidade do uso destes materiais para a fabricação de OLEDs para aplicações na área de iluminação. / [en] In this study the optical, electrochemical, electrical and morphological properties of new fluorescent compounds were studied in order to develop OLEDs based upon these materials. For this purpose some fluorescent molecular probes used in the biomedical field as antitumor agents and fluorescent optical probes were studied: a) N,N diisonicotinoyl-2-hydroxy-5-methylisophthalaldehyde dihydrazone (DMD ), b) 2 - (5 -isothiocyanato -2-hydroxyphenyl) benzoxazole ( 5ONCS ), c) 1,1 - dipyrene (DIPI) and d) 7,7 -tertbutyl- 1,1-dipyrene (TDIPI ). All these compounds were synthesized by Brazilian research groups and then thermally deposited as thin films in our Laboratory. During the study for the fabrication of OLEDs, bilayer devices based on DMD and 5ONCS proved to have low efficiency mainly due to the low conductivity of the DMD and the high roughness of the 5ONCS layer. The solution of these problems was found in the codeposition technique, which consists in the simultaneous evaporation of an organic matrix (host) and a dopant (guest) (5ONCS or DMD) in a single layer. Thus, it was possible to achieve an increase in the charge mobility in the co-deposited layers as well as energy transfer from the guest to the host. The OLEDs fabricated in these conditions allowed the observation, for the first time, of the electroluminescence of DMD and 5ONCS. On the other hand, the DIPI and TDIPI based OLEDs presented good electroluminescence without the need for co-deposition. In particular, in the case of the TDIPI it was possible to achieve a luminance of 1430 cd/m2 with an efficiency of 2.65 percent at 1 mA. The results of this work showed the potential of these materials for the fabrication of OLEDs for lighting applications.

[pt] A presente tese tem como objetivo estudar as reações descontínuas que ocorreram nos contornos de grão (CG) sob condições de envelhecimento a altas temperaturas e identificar as fases que precipitam em função do tempo em uma liga de alto teor de Cr e Ni – Liga 33, tendo em vista o efeito destas transformações nas potenciais aplicações em indústrias de alto desempenho. Amostras na condição como recebida foram submetidas a tratamentos isotérmicos de envelhecimento a 700 graus C, 800 graus C e 900 graus C. Ênfase foi dada ao estudo do envelhecimento a 800 graus C em intervalos de tempo entre 10 minutos e 100 horas com o objetivo de promover fenômenos de precipitação nos modos convencional e descontínua. A caracterização microestrutural foi realizada por microscopia óptica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV) analítica por espectroscopia por dispersão de energia de raios-X (XEDS), difração de elétrons retroespalhados (EBSD) e microscopia eletrônica de transmissão (MET) no modo convencional, utilizando contraste de difração, e no modo analítico (STEM/XEDS). Resultados obtidos por STEM/XEDS e difração de elétrons mostraram que a transformação descontínua, pela partição de solutos, gera colônias de precipitação descontínua (PD) concomitante à migração do CG e resulta na precipitação de cinco diferentes fases dentro de uma mesma colônia de PD: (1) carbeto-M(23)C(6) rico em Cr com estrutura CFC; (2) fase-eta enriquecida em Si com estrutura cúbica-diamante; (3) fase alfa rica em Cr com estrutura CCC; (4) fase intermetálica sigma com estrutura tetragonal e (5) nitreto-M(2)N rico em Cr com estrutura hexagonal. Em geral, as colônias de PD na Liga 33 evoluem no envelhecimento seguindo a sequência, a saber: nos estágios iniciais do processo ocorre precipitação intergranular (carbeto-M(23)C(6) e fase-eta) no CG original; com o aumento no tempo de envelhecimento, os contornos migraram alimentados pela difusão de soluto num processo conhecido como DIGM (diffusion-induced grain boundary migration), enquanto precipitados da fase alfa-Cr nuclearam adjacente ao CG e cresceram com morfologia lamelar acompanhando a migração do contorno, desenvolvendo, assim, as colônias de PD. Eventualmente, a fase-eta também precipita no interior da colônia e na frente de reação. Nos estágios finais do processo de crescimento das colônias de PD ocorre a formação da fase-sigma na frente de reação da PD e, posteriormente, a formação do nitreto-M(2)N na frente de reação e dentro da colônia. Foi verificado que a reação de PD é controlada, primeiramente, pela difusão de CG do Cr e, com o tempo de reação pela difusão de volume do Cr, o que resultou em um crescimento no estado não-estacionário da reação. Além da ocorrência de cinco fases precipitadas dentro da mesma colônia, outra característica marcante da reação de PD na Liga 33 refere-se à consistente evidência que a fase inicialmente precipitada nos CG (carbeto-M(23)C(6) é diferente da fase precipitado com morfologia lamelar (fase alfa-Cr) dentro da colônia. Tal observação constitui a primeira evidência para o fenômeno de PD envolvendo colônias multi-fases em materiais multicomponentes estruturais. / [en] This thesis aims at study the discontinuous reactions taking place at grain boundaries (GB) under high-temperature aging conditions and to identify the precipitated phases as a function of the time in a Cr-Fe-Ni alloy - Alloy 33, in view of the deleterious effect of these transformations on potential applications of this alloy in high-performance industries. Samples in the as-received condition were submitted to isothermal aging treatments at 700 C degrees, 800 C degrees and 900 C degrees. Emphasis was given to the study of aging at 800 C degrees in time intervals between 10 minutes and 100 hours in order to promote precipitation phenomena in the conventional and discontinuous modes. The microstructural characterization was carried out by light optical microscopy (LOM), analytical scanning electron microscopy (SEM) by X-ray energy dispersive spectroscopy (XEDS), electron backscatter diffraction (EBSD) and transmission electron microscopy (TEM) under conventional mode using diffraction contrast and analytical mode (STEM/XEDS). Results obtained by STEM/XEDS and electron diffraction revealed that the discontinuous transformation, by solutes partitioning, generates discontinuous precipitation (DP) colonies concomitant with GB migration and results in the precipitation of five different phases within a single DP colony: (1) Cr-rich M(23)C(6)-carbide with FCC structure, (2) Si-enriched eta-phase with diamond-cubic structure, (3) Cr-rich alpha-phase with BCC structure, (4) intermetallic sigma-phase with tetragonal structure, and (5) Cr-rich M(2)N-nitride with hexagonal structure. In summary, DP colonies in Alloy 33 upon aging at 800 C degrees evolve according the following the sequence: in the initial stages of the process intergranular precipitation (M(23)C(6)-carbide and n-phase) occurs at original GB; with the increase in aging time, the boundaries migrated fed by solute atoms in a process known as diffusion-induced grain boundary migration (DIGM), whereas alpha-Cr phase precipitates have nucleated adjacent to the GB and grew with lamellar morphology accompanying the migration of the boundary thereby developing the DP colonies. Eventually, the n-phase also precipitates both within the colony and at the DP reaction-front. Over the final stages of the DP colonies growth process occurs the nucleation and growth of the sigma-phase at the GB reaction-front and, later, M(2)N-nitride precipitates also at the reaction-front and within the DP colony. It was verified that the DP reaction growth is controlled, initially by GB diffusion of Cr and, with the progress of reaction time by the volume diffusion of the Cr, which resulted in a non-steady state growth process. In addition to the occurrence of five precipitated phases within the same colony, another striking feature of the DP reaction in Alloy 33 refers to the consistent evidence that the phase initially precipitated at original GB position (M(23)C(6)-carbide) is different from the precipitated phase with lamellar morphology (alpha-Cr phase) within the colony. This observation constitutes the first evidence for the DP phenomenon resulting in multi-phase DP colonies in multicomponent structural materials.

[pt] Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de Diodos Orgânicos Emissores de Luz, OLED, para aplicações em terapia fotodinâmica. A terapia fotodinâmica é uma forma de tratamento que utiliza, basicamente, um fotossensibilizador e luz. Quando irradiado o fotossensibilizador produz espécies reativas de oxigênio que podem destruir organismos como fungos, vírus, bactérias e células tumorais. Esse trabalho se dedica a fabricação, caracterização e teste de OLEDs como fontes de luz para terapia fotodinâmica, PDT, representando uma alternativa as formas convencionais de tratamento médico. Como forma de testar o desempenho dos dispositivos foram realizados ensaios de PDT. Esses ensaios consistem em utilizar uma sonda sensível à presença do oxigênio singleto (1O2). A sonda utilizada foi o DPBF que, na presença do 1O2, rompe um dos seus anéis aromáticos. Esse efeito pode ser acompanhado pelo decaimento da intensidade do pico de absorção da sonda. Sabendo o intervalo de tempo entre cada medida é possível inferir o decaimento da sonda a fim de comparar o desempenho dos dispositivos. Para validar o teste, foi realizado um estudo de referência utilizando um LED comercial com pico de emissão em 658nm. Essa etapa foi fundamental para compreensão das condições que as fontes de luz devem ter para que os ensaios fossem realizados em tempos similares aos tratamentos envolvendo terapia fotodinâmica. Após isso, o trabalho consistiu na fabricação de OLEDs de três tipos de camadas emissoras: fluorescente, fosforescente e TADF. As escolhidas para esse trabalho foram: Alq3: DCM2, Bebq2:Ir(pic)3, BCPO: Ir(fliq)2acac e mCP: TXO − TPA , cuja banda de emissão se sobrepõe a banda de absorção do fotossensibilizador utilizado, o azul de metileno. Na primeira etapa foram fabricados OLEDs de área pequena, 3mm2 . Após as escolhas das estruturas, fabricação e as medidas de caracterização elétrica, foram realizados os ensaios de PDT. Para os ensaios iniciais, foram utilizadas duas fontes de alimentação dos OLEDs, modo AC e DC a fim de avaliar o desempenho dos dispositivos em diferentes configurações. Tendo como destaque os OLEDs de camada emissora Alq3: DCM2 e Bebq2:Ir(pic)3 (em modo DC) e BCPO: Ir(fliq)2acac (em modo AC), pois conseguiram estimular o fotossensibilizador azul de metileno a produzir oxigênio singleto suficiente para decair o pico de absorção da sonda DPBF no intervalo de tempo do ensaio de PDT (30 minutos). Na etapa seguinte, foram selecionados os OLEDs de camada emissora Alq3: DCM2 e Bebq2:Ir(pic)3 com o objetivo de testar o desempenho dos dispositivos de área ativa 27mm2 , sendo chamados nessa tese de área grande. Apresentando destaque os dispositivos Bebq2:Ir(pic)3. Também foram realizadas comparações entre os OLEDs de área grande e pequena, tanto em perda de potência (por cento) no tempo quando nos ensaios de PDT. Como o melhor desempenho foi obtido com o área grande, essa estrutura foi utilizada na fabricação dos OLEDs Bebq2:Ir(pic)3 sobre substratos conformáveis comerciais de celulose bacteriana (BC), amida de bloco de poliéter (PEBAX) e poliuretano (PU), funcionalizados no LOEM, e polietileno tereftalato (PET). Essa pesquisa é inovadora no Brasil e de grande interdisciplinaridade pois envolve o estudo na arquitetura, fabricação, caracterização dos OLEDs à ensaios em Terapia fotodinâmica. Além de englobar a possibilidade de incluir a síntese de novos materiais e testes in vitro e in vivo. Esse trabalho é também o início de uma nova linha de pesquisa com aplicação biológica no grupo LOEM. / [en] This work aimed to develop Organic Light Emitting Diodes, OLED, for applications in photodynamic therapy. Photodynamic therapy is a treatment that basically uses a photosensitizer and light. When irradiated, the photosensitizer produces reactive oxygen species that destroy cells such as fungi, viruses, bacteria and tumor cells. This work is dedicated to the fabrication, characterization and tests of OLEDs as light sources for photodynamic therapy, PDT, representing an alternative to classical forms of medical treatment. As a way of testing the performance of the devices, PDT tests were carried out. These tests consist of using a probe sensitive to the presence of singlet oxygen (1O2). The probe used was DPBF which, in the presence of 1O2, breaks one of its aromatic rings. This effect can be followed by the decay of the intensity of the probe s absorption peak. The time interval between each measurement is set on the measurement, it is possible to infer the probe decay in order to compare the performance of the devices. To validate the test, a reference study was carried out using a commercial LED with an emission peak at 658nm. This step was fundamental for understanding the conditions that the light sources should have so that the tests could be carried out in times similar to the treatments involving photodynamic therapy. After that, the work consisted of manufacturing OLEDs with three types of emitting layers: fluorescent, phosphorescent and TADF. The emission layers chosen were: Alq3: DCM2, Bebq2:Ir(pic)3, BCPO: Ir(fliq)2acac and mCP:TXO-TPA , whose emission band is similar to the absorption band of the photosensitizer used, blue of methylene. In the first part were manufactures OLEDs with a small area, 3mm2 . After choosing the structures, fabrication and electrical characterization measures, the PDT tests were carried out. For the initial tests, two OLED power supplies were used, AC and DC mode, in order to evaluate the performance of the devices in different configurations. Highlighting the emitting layer OLEDs Alq3: DCM2 and Bebq2:Ir(pic)3 (in DC mode) and BCPO: Ir(fliq)2 acac (in AC mode), as they managed to stimulate the photosensitizer methylene blue to produce enough singlet oxygen to decay the peak absorption of the DPBF probe in the time interval of the PDT assay (30 minutes). On next step, the OLEDs selected were one with the emitting layer Alq3: DCM2 and Bebq2: Ir(pic)3 with the objective of testing the performance of the devices with an active area of 27mm2 , called large area. Introducing featured devices Bebq2:Ir(pic)3. Comparisons between large and small area OLEDs were also made in power loss (percent) over time and in PDT tests. As the best performance was obtained with the large area, this structure was used in the manufacture of OLEDs Bebq2: Ir(pic)3 on commercial conformable substrates of bacterial cellulose(BC), polyether block amide (PEBAX) and polyurethane (PU), functionalized in LOEM, and polyethylene terephthalate( PET). This research is innovative in Brazil and highly interdisciplinary as it involves the study of architecture, fabrication, characterization and tests in PDT and has the possibility of involving the synthesis of new materials and in vitro and in vivo tests. This work is also the beginning of a new line of research with biological application at LOEM group.

O chumbo é um metal muito tóxico e que tem ampla distribuição pela sua grande utilidade. Mesmo a exposição a baixos níveis (que não causam sintomas de intoxicação aguda) de chumbo é associada a desordens cognitivas e neurológicas. O osso é considerado o melhor marcador de exposição a chumbo. No tecido ósseo, vários elementos estão presentes, e alguns deles poderiam ter sua concentração modificada pela exposição a chumbo. Testou-se a hipótese de que haja variações nos elementos Zn e Mg nas tíbias de animais expostos a chumbo (por técnica de química analítica convencional). Testou-se também se variações em microelementos poderiam ser detectadas por técnicas semiquantitativas nas tíbias de controles e animais expostos a chumbo. O objetivo deste projeto foi caracterizar em animais expostos ao chumbo desde a gestação e controles as concentrações deste elemento no osso (tíbia) de animais de 28 e 60 dias. Além do chumbo, investigamos também a concentração de 2 outros microelementos no osso: zinco e magnésio. As medidas quantitativas de chumbo foram feitas no sangue total coletado ao final dos períodos. As medidas quantitativas de chumbo, cálcio, zinco e magnésio foram realizadas a partir de soluções ácidas obtidas pela dissolução total do osso, sendo estas utilizadas para quantificar por Espectrometria de Absorção Atômica no modo chama ou com Forno e Grafite. Mandíbulas foram análisadas em Microscopia Eletrônica de Varredura e utilizando os acessórios Eletron Dispersive Spectroscopy para os elementos mais abundantes e Wavelenght dispersive Spectroscopy para investigar por análise semiquantitativa os mais abundantes elementos inorgânicos no osso destes animais, como forma de verificar se há variações nestes microelementos nos animais expostos a chumbo em comparação com controles. Como o chumbo se concentra na superfície do esmalte, também analisou-se o esmalte de primeiros molares inferiores, a fim de verificar se era visto o sinal do elemento chumbo nestes dentes. Foram usados ratos Wistar machos de 28 e 60 dias divididos em 2 grupos: C 28D (n=5) e Pb 28D (n=5) e, C 60D (n=12) e Pb 60D (n=17). Em todas as medidas de chumbo dos grupos controle as concentrações obtidas foram próximas ao limite de detecção, e houve sempre diferença estatisticamente significante (P<0.0001) quando os controles foram comparados aos grupos expostos a chumbo. As concentrações de chumbo obtidas no sangue de animais do grupo Pb 28D foi de 8,0 ug/dl (± 1.1) e no grupo Pb 60D foi de 7,2 ug/dl (± 0.89). Houve diferença estatisticamente significante entre as massas das tíbias (aferidas em balança e também a partir da quantidade de cálcio dissolvida em solução) do grupo C 60D (0,86 g ± 0,13) e Pb 60D (0,61 g ±0,11)(p=0.0004). As concentrações de chumbo detectadas nos ossos do grupo Pb 28D foi 8,02 (± 1,12) e no grupo Pb 60D foi de 43,3ug/g (± 13,26). Concentração de zinco no osso do grupo C 60D foi 0,22 mg/g e no grupo Pb 60D foi 0,22 mg/g (p>0.05). A concentração de magnésio no osso do grupo C 60D foi de 4,89 mg/g ± 0,74 e no grupo Pb 60D foi de 4,98mg/g ±0,79 (p>0.05). Os microelementos mais abundantes detectados nas tíbias contralaterais por Microscopia Eletrônica de varredura por EDS/WDS foram cálcio, fósforo, carbono, oxigênio, magnésio, sódio e potássio, não tendo sido detectadas variações nestes elementos entre os grupos controle e expostos a chumbo de 60 dias. O chumbo foi detectado apenas na região cervical dos dentes molares por MEV-EDS, e, nesta posição, apenas na forma de óxido de chumbo (deposição extrínseca) que pode ser útil para fins forenses ou de determinação de contaminação desconhecida. As conclusões deste estudo são: Houve diferença estatisticamente significante entre as massas de osso do grupo Pb 60D e C 60D. Mesmo não havendo diferença entre as concentrações de chumbo no sangue total de animais de 28 e 60 dias, houve quantidade de chumbo 5 vezes maior nos animais Pb 60D. Não houve diferenças nas concentrações de zinco e magnésio entre controles e animais expostos a chumbo. Os microelementos mais abundantes detectados nas tibias contralaterais por Microscopia Eletrônica de varredura por EDS/WDS foram cálcio, fósforo, carbono, oxigênio, magnésio, sódio e potássio, não tendo sido detectadas variações semi-quantitativas nestes elementos. O chumbo não foi detectado nem nos grupos controle ou expostos por MEV, e nos molares só foi detectada no grupo exposto como uma deposição extrínseca. / Lead is a highly toxic metal that is ubiquitous do to its great usefulness. Exposure to even low levels of lead (which do not cause symptoms of acute poisoning) is associated with cognitive and neurological disorders. Bone is considered the best marker of exposure to lead. Several chemical elements are found in bone, and some of them may have a different concentration or distribution due to exposure to lead. We tested the hypothesis that there are variations in the elements zinc and magnesium in the tibia of animals exposed to lead (being those elements determined by a conventional analytic chemistry technique). It was also tested whether variations in microelements could be detected by semiquantitative microanalysis in tibias of controls and animals exposed to lead. The objective of this project was to determine the concentration of lead in bone (tibia) of animals exposed to lead from pregnancy to day 28 and day 60. Besides lead, zinc and magnesium were also determined. Lead was also determined in whole blood collected at the end of the 2 time points. Quantitative measurements of lead, calcium, zinc and magnesium have been made in solutions obtained by dissolution of the bone by Atomic Absorption Spectrometry using flame or Graphite Furnace. Tibias were analyzed by scanning electron microscopy using the accessories Electron Dispersive Spectroscopy and Wavelength dispersive Spectroscopy for semiquantitative analysis of inorganic elements in the bone and molars of these animals. Lower molars were also analyzed by these means. Male Wistar rats aged 28 and 60 days were used in these study. In both these ages there were animals in the control (C 28D, n = 5 and C 60D, n=12) and lead exposed group (Pb 28D, n = 5 and Pb 60D, n = 17). Lead concentrations found in control groups were close to the detection limit, and there was always statistically significant differences (P <0.0001) when control groups were compared with those exposed to lead. Blood lead of groups Pb 28D and Pb 60D was 8.0 ug/dl (± 1.1) and 7.2 ug/dl (± 0.89), respectively. There was a statistically significant difference between the masses of the tibia (measured in balance and also from the amount of calcium dissolved in solution): C 60D showing 0.86 g (± 0.13 g) and 0.61 g (± 0, 11) of the Pb 60D group (p = 0.0004). Lead concentrations increased five times when the Pb 28D group was compared with the Pb 60D (8.02 and 43.3 ug/g)(p<0.0001). Zinc concentrations were not different in the C 60D (0.22 mg/g) and in the Pb 60D group (0.22 mg/g)(p>0.05). Magnesium concentrations were 4.89 mg/g in the C 60D and 4.98 mg/g in the Pb 60D (p>0.05). The most abundant trace elements detected in the contralateral tibiae by SEM-EDS/WDS were calcium, phosphorus, carbon, oxygen, magnesium, sodium and potassium and no variations in these elements were detected between the control and lead exposed groups. Lead was detected only in the cervical region of molar teeth of the lead exposed groups by SEM-EDS. This finding revealed lead in the lead oxide (extrinsic deposition) which may be useful for forensic purposes or for determining unknown contaminations. Conclusions: There was a statistically significant difference between the bone masses of the Pb 60D and C 60D groups. While there is no difference between lead concentrations in whole blood of animals 28 and 60 days, the amount of lead was 5 times higher in animals Pb 60D. There were no differences in the concentrations of zinc and magnesium between controls and lead exposed animals. The most abundant trace elements detected in the contralateral tibiae by SEM-EDS/WDS were calcium, phosphorus, carbon, oxygen, magnesium, sodium and potassium, and no semi-quantitative variations in these elements were detected in relation to exposure to lead. Lead was not detected either in control or exposed groups by SEM, and in molars it was only detected in the exposed group as an extrinsic deposition.

[pt] Nas últimas décadas, a crescente conscientização ambiental levou ao reconhecimento da necessidade do uso responsável dos recursos hídricos. Para garantir isso, a boa gestão de reservatórios hídricos requer um monitoramento ambiental adequado, com medições confiáveis dos parâmetros de qualidade da água em vários pontos do reservatório, permitindo o controle da qualidade da água e seus impactos na fauna, flora e comunidades ribeirinhas dos reservatórios. O monitoramento das variáveis ambientais dos reservatórios é atualmente realizado por processo tradicional de coleta manual. Infelizmente, no Brasil, as iniciativas de produzir um sistema robótico aquático com tecnologia nacional e de baixo custo, quando comparado a equivalentes importados, são ainda raras e se restringem a algumas poucas instituições acadêmicas, não tendo sido localizado nenhum fabricante comercial deste tipo de veículo no país. Visando preencher esta lacuna, o presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento do protótipo de um sistema robótico aquático capaz de se locomover autonomamente em lagoas, lagos e reservatórios, coletando informações físico-químicas da água e armazenando estes dados na memória. Além disso, foi incluído no protótipo uma câmera de vídeo, sistema de iluminação e um sistema de controle remoto, objetivando o controle pela equipe em terra. Nos testes realizados em dias ensolarados e chuvosos, o robô apresentou boa dirigibilidade, estabilidade e manobrabilidade. O vaso de pressão do sistema robótico resistiu às pressões necessárias durante os testes, a eletrônica conseguiu atender as especificações de projeto e o software conseguiu estabelecer um controle de navegação, cumprindo o trajeto de uma rota estabelecida. / [en] In recent decades, the growing environmental awareness has led to the recognition of the need for responsible use of water resources. To ensure this, the good management of water reservoirs requires adequate environmental monitoring, with reliable measurements of water quality parameters in various parts of the reservoir, allowing the control of water quality and its impacts on fauna, flora and riverine communities of the reservoirs. Monitoring environmental variables of the reservoirs is currently performed by traditional process of manual collection. Unfortunately, in Brazil, initiatives to produce a water robotic system with national and low cost technology, compared to imported equivalents, are still rare and restricted to a few academic institutions, and no commercial manufacturer of this type of vehicle was found in the country. Aiming to fill this gap, the main objective of this study was to develop a prototype of a water robotic system capable of autonomously navigate in ponds, lakes and reservoirs, collecting physicochemical information of water and storing this data in memory. Moreover, a video camera, illumination and a remote control system were included in the prototype, allowing the team on the ground to control the prototype. In tests conducted in sunny and rainy days, the robot presented good handling, stability and maneuverability. The robotic system pressure vessel resisted pressures required during testing, the electronics met the design specifications and the software was able to establish a navigation control, fulfilling the path of an established route.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-03T18:21:28Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseSensoresDescargas.pdf: 11724147 bytes, checksum: 8ee5f4831d064a9418414ffbd371fbbc (MD5) / Rejected by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br), reason: on 2017-10-10T17:03:38Z (GMT) / Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-10-16T14:26:53Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseSensoresDescargas.pdf: 11724147 bytes, checksum: 8ee5f4831d064a9418414ffbd371fbbc (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-11-13T16:21:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseSensoresDescargas.pdf: 11724147 bytes, checksum: 8ee5f4831d064a9418414ffbd371fbbc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-13T16:21:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_AnaliseSensoresDescargas.pdf: 11724147 bytes, checksum: 8ee5f4831d064a9418414ffbd371fbbc (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Este trabalho propõe o projeto de um protótipo de um sensor de descargas atmosféricas, que irá; contabilizar o número de descargas detectadas, calcular a densidade de raios para a área de atuação do sensor e estimar o pico da variação do campo elétrico para o instante de ocorrência da descarga. Um estudo sobre a eletricidade atmosférica, tipos de raios, emissão de ondas eletromagnéticas durante tempestades, tipos de sensores eletromagnéticos e redes de detecção de raios deram subsídio para o projeto do protótipo desenvolvido. O protótipo é constituído por duas antenas, uma antena Loop e uma antena Flat plate, e por circuitos eletrônicos, os quais são implementados em sua maioria no dispositivo PSoC (Programmable System-on-Chip), que trabalha com sinais analógicos e digitais e ainda conta com uma CPU para realizar o processamento destes sinais. A validação dos dados obtidos e a estimativa da área de abrangência do sensor, foram baseados em dados da rede STARNET (Sferics Timing And Ranging NETwork). O protótipo foi idealizado para ser de baixo custo, ter uma interface simples e poder ser instalado na região amazônica. / This work proposes the design of a prototype for detect lightning, which will, count the number of lightning detected, calculate the density of lightning to the area of operation of the sensor and to estimate the peak of the variation of the electric field for the instant occurrence of discharge. A study of atmospheric electricity, types of lightning, emission of electromagnetic waves during the occurrence of the lightning , types of electromagnetic sensors and lightning detection networks gave subsidy to the design of the prototype . The prototype consists of two antennas, one loop antenna and a flat plate antenna , and electronic circuits , these electronic circuits are implemented mostly in PSoC device ( Programmable System -on - Chip ) , which is a relatively new technology that works with analog and digital signals and also has a CPU to perform the processing of these signals . The validation of the data obtained and estimated coverage area of the sensor, were based on data from STARNET network (sferics Timing And Ranging NETwork). The prototype was designed to be low cost, have a simple and straightforward interface and can be installed in the Amazon region.