Filmes epitaxiais de telureto de chumbo e estanho com a concentração de estanho variando em todo o intervalo de composição de liga foram crescidos pela primeira vez poe epitaxia de feixe molecular (MBE) sobre o plano natural de clivagem do substrato de BaF2(111), utilizando-se fontes sólidas distintas de PbTe e SnTe. A largura a meia altura da varredura w/2q refletida pelos planos (222) das amostras, medida com um difratômetro de raios X de alta resolução, foi aproximadamente 400 segundos de grau para as ligas ternárias, e 150 segundos de grau para os compostos binários. A mobilidade Hall a baixa temperatura foi de 5x105cm2V-1s-1 para o PbTe, e 2x103cm2V-1s-1 para o SnTe, embora a qualidade cristalográfica das amostras fossem semelhantes. Este decréscimo na mobilidade é uma conseqüência do aumento de densidade de buracos, que variou de 2x1017cm-3 para 2x1020cm-3 quando a concentração de estanho mudou de 0 para 100%. Este valor elevado de densidade de portadores, nas amostras com alta concentração de estanho, mostrou uma grande mudança no espectro de transmissão no infravermelho medido entre 77 a 300K, devido ao efeito de Burstein-Moss.

Dinitramida de amônio (ADN) é um oxidante utilizado em propelentes de foguetes. Para a obtenção de ADN, foram utilizados, nesse estudo, como materiais de partida, sulfamato de amônio e ácido sulfâmico, em rotas de síntese, com diferentes condições. A proporção de reagentes e os métodos de purificação foram testados, e as amostras resultantes foram analisadas por espectroscopia na região do infravermelho médio (MIR). Para a síntese em que sulfamato de amônio foi utilizado como reagente de partida, as amostras foram, também, analisadas por espectroscopia na região do infravermelho próximo (NIR). Para as amostras cristalizadas, foram realizadas análises por calorimetria exploratória diferencial (DSC), para determinar seu ponto de fusão e valor de entalpia, durante seu processo de decomposição, além da obtenção de sua micrografia por microscopia eletrônica de varredura (SEM). Podem ser destacados, nesse estudo, os seguintes resultados: a) a síntese de ADN, utilizando-se o sulfamato de amônio como material de partida e nitração com HNO3/H2SO4, mostrou-se mais promissora, sendo esse produto obtido, pela primeira vez em nosso país; b) foi necessário o desenvolvimento de metodologia específica, nos laboratórios do IAE, para a obtenção e purificação do ADN sintetizado, constituindo uma contribuição do estudo na área de síntese deste oxidante para propelentes; c) o ADN obtido foi caracterizado, não somente por MIR mas também por NIR, que apresenta um número menor de estudos na literatura; d) as análises DSC e SEM mostraram boa concordância com os dados encontrados na literatura. A possibilidade de interação entre o sistema à base do polímero de azoteto de glicidila e da dinitramida de amônio (GAP/ADN) foi também avaliada, por FT-IR, nas regiões MIR e NIR. O sistema GAP e perclorato de amônio (GAP/AP), com oxidante mais usual, foi analisado por MIR. Maiores alterações espectrométricas foram observadas para o sistema GAP/ADN. Foi observado um alargamento de bandas para ambos os sistemas na região entre 3100-3500 cm-1, sugerindo interações entre os grupos OH do GAP e NH4+ do ADN ou AP. A diminuição da intensidade da banda do grupo N3 do GAP e o aumento de intensidade do nitroílo (NO2+) do ADN também foram notados, sugerindo interação entre esses grupos, no sistema GAP/ADN. Na tentativa de extrair o material usado no microencapsulamento do ADN utilizado como referência, foi feito um tratamento com tolueno. As análises FT-IR UATR/ATR/PAS da superfície do ADN referência mostraram que, basicamente, possa existir um composto orgânico éster e/ou amínico, aromático, heterocíclico e/ou contendo hidroxila.

This work provides a new insight on the oxidation mechanism of 4-[(4-aminobenzene) sulfonyl] phenylamine, commonly known as Dapsone. The dapsone oxidation mechanism was investigated by electrochemical, spectroscopic and spectrometric techniques and quantum chemical calculations. Cyclic voltammetry studies showed well-defined oxidation peaks at aqueous and nonaqueous media. In order to establish the electrochemical kinetic laws, voltammograms of dapsone were carried out under different experimental conditions. Electrochemical impedance spectroscopy was applied to the investigation of electrochemical properties of adsorbed dapsone. By controlled potential coulometry the number of electron in overall electrochemical reactions was determined, and quantum chemical calculations revealed that the amino and sulfone moiety of the molecule are involved in the electronic transitions. The equilibrium geometry and vibrational spectra were calculated by using DFT (B3LYP, M06 and M062X) with 6-311+G* and 6-31+G(d,p) basis set. TD-DFT of the electronic spectra of dapsone was reported for the first time demonstrating that the protonation has a very important role in the excited states. The electropolymerization of dapsone by anodic oxidation is reported for the first time. The conditions in which a blocking oligomeric film or a conductive polymeric film of dapsone is formed are also discussed, based on the potential window applied. The cyclic voltammetry of polydapsone presented redox activities, demonstrating its high electronic conductivity. Infrared spectroscopy of both oligomers and polymer supports that the polymerization occurs via amino-amino coupling, since no modifications in the aromatic ring is observed. In addition, preliminary corrosion protection test of the aluminum covered with chemically synthetized polydapsone indicates that it can be used to coating against corrosion. A model for mechanism of corrosion control is proposed.

Recentes avanços nas ciências médicas têm contribuído significativamente para que novas tecnologias de materiais e processos tecnológicos ganhem espaço. No âmbito da esterilização de materiais poliméricos termossensíveis, empregados na fabricação de ampla gama de produtos médico-hospitalares, os processos que operam sob temperaturas compatíveis com estes materiais, gás óxido de etileno e radiação ionizante, agregam desvantagens importantes envolvendo, respectivamente, aspectos de toxicidade ocupacional, ambiental e ao paciente, bem como alterações intrínsecas aos mesmos. O processo inovador e potencialmente compatível por gás plasma representa promissora alternativa, onde o agente letal agrega entidades altamente reativas provenientes de gás ionizado por aplicação de descarga elétrica e originalmente desprovido de atividade microbicida. O presente trabalho teve por objetivo proceder a estudos que permitam conhecimento da eficácia esterilizante de processos empregando plasma de O2 puro e sua mistura com H2O2 em produtos médico-hospitalares de natureza polimérica, configuração tubular, longa extensão e calibre reduzido. Os lumens desses materiais foram preenchidos com suportes vítreos (lamínulas de 8 x 18mm) intencionalmente contaminados com biocargas restritas de Bacillus subtilis var. niger ATCC 9372, que atuaram como biosensores, constituindo os monitores biológicos. Esses dispositivos foram submetidos a ciclos por plasma sob distintas combinações de parâmetros envolvendo distintos sistemas (RIE e ICP), potências de rádio-freqüência e tempos de exposição sub-letais. Após os ciclos esterilizantes, os monitores biológicos foram abertos e submetidos à análise microbiológica para a enumeração de possíveis esporos sobreviventes, usando o método do número mais provável (NMP), possibilitando o cálculo dos valores D (principal parâmetro de resistência de uma população microbiana). Adicionalmente, foram objeto de investigação polímeros distintos utilizados na confecção de produtos médico-hospitalares, a fim de esclarecer a influência do plasma sobre as características intrínsecas desses materiais. Foram selecionados o poli (cloreto de vinila) - PVC, polietileno de alta densidade (HDPE), polipropileno (PP), poliuretano (PUR) e policarbonato (PC). As amostras foram expostas em ambos sistemas de plasma (RIE e ICP) usando gás O2 puro e sua mistura gasosa O2/H2O2, potências de RF de 150W e 300W e tempo de exposição de 30 min. As amostras foram submetidas a espectroscopia fotoacústica no infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, microanálise e perfilometria a fim de avaliar possíveis danos aos polímeros expostos, assim como citotoxicidade in vitro para esclarecer sobre a biocompatibilidade dos mesmos. Os resultados demonstraram que a eficácia esterilizante do plasma foi dependente do calibre dos monitores biológicos e das potências de RF aplicadas. Os menores valores D foram obtidos para os monitores biológicos de maior calibre (7mm) e potências de 150W/300W em ambos sistemas RIE e ICP, respectivamente. A mistura gasosa O2/H2O2 apresentou maior efeito microbicida quando comparada ao O2 puro em ambos sistemas de plasma. Paralelamente, a exposição ao plasma levou à modificação em nível superficial (oxidação e aumento da rugosidade) para todos os polímeros expostos. Foi observado efeito mais agressivo quando usando plasma gerado em sistema ICP usando mistura gasosa O2/H2O2. Os dados sugerem que a massa interna ou bulk de todos as amostras não foi afetada, assim como as alterações observadas não promoveram modificação na biocompatibilidade dos polímeros estudados. / The sterilization of heat sensitive materials like medical devices made of polymers has been under intense investigation regarding new technologies and sterilization agents, as far as mechanical problems and innocuity of currency processes such as ionizing radiation and ethylene oxide gas, respectively, are concerned. Plasma sterilization of medical devices is emerging as an attractive substitute to conventional sterilization technologies, once is recognized as an atoxic and low-temperature process. It uses different gases that are activated by an electrical discharge, generating reactive species which promote lethal effect on microorganisms. In this work, it was performed experimental studies to evaluate the sterilization effectiveness of pure O2 and O2/H2O2 mixture gas plasma against a standard load of 103 Bacillus subtilis var. niger ATCC 9372 spores inoculated on 8 x 18mm glass carriers placed inside and in central position of PVC catheters 64cm long with internal diameters of 7mm and 1mm. These assemblages simulated the challenge of medical devices as biological monitors. The gas plasma sterilization efficiency was studied as a function of plasma systems (RIE and ICP), radio frequency powers and sub-lethal exposition times. After sterilization, the biological monitors were disassembled and the survivors were growth in trypticase soy broth using the most probable number (MPN) technique. Hence, it was possible to calculate the time D required to decrease a given population by a factor of 10 (90% reduction). On the other hand, there was a need to evaluate the safety of plasma sterilization in terms of polymer damage. Materials used in this study were: polyvinylchloride (PVC), high density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), polyurethane (PUR) and polycarbonate (PC). Samples were exposed to pure O2 and O2/H2O2 plasma sterilization using both plasma systems (RIE and ICP), radio frequency powers of 150W/300W and exposition time of 30 minutes. Fourier transform infrared photoacoustic spectroscopy (FT-IR/PAS), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and profilometry, which are surface and bulk characterization techniques, were used to study plasma sterilization polymers compatibility, as well as \"in vitro\" citotoxicity to acess the biocompatibility of exposed polymers. The results demonstrated that plasma antimicrobial activity depended on the inside catheters diameter and radio frequency powers. The smallest D values were obtained when using biological monitors of 7mm of internal diameter and 150W/300W of RF powers, in, respectively, RIE/ICP systems. The mixture O2/H2O2 exhibited higher microbicidal efficacy than pure O2 in both plasma systems. In addition, both plasma systems led to near-surface layers modification, with the increase of roughness and surface oxidation of all the polymers studied. ICP system and O2/H2O2 mixture were more effective to induce the surface modifications observed. The bulk of all polymers showed not to be affected by all plasma conditions used and the surface alterations did not affected the biocompatibility of all the polymers studied.

É notório o fato de que o interesse pela detecção de vida fora da Terra tenha aumentado no mundo científico. A existência de possíveis traçadores biológicos na atmosfera terrestre, a presença de material vivo ou de material orgânico decomposto em superfícies e no mar aumentam as possibilidades de sucesso das pesquisas. A vida na Terra é encontrada em todas as partes, e o planeta está saturado de suas manifestações. O objetivo da presente tese é o desenvolvimento de uma metodologia que ofereça ideias para a detecção de bioassinaturas fora da Terra, particularmente em exoplanetas. Em termos de biologia molecular, a principal assinatura de vida é o DNA (ácido desoxirribonucleico), que organiza e sedia o código genético de todos os seres vivos. Outras moléculas que denunciam a presença de vida são a clorofila, carotenoides, fragmentos de DNA, moléculas orgânicas, etc. Na tentativa de se encontrar bioassinaturas na atmosfera de exoplanetas, um requisito deve ser atendido: a identificação de bandas características que permitam a detecção de um sinal que esteja associado a uma biomolécula complexa, preferencialmente na região do infravermelho, vista em meio aos picos de gases atmosféricos. Sendo assim, uma série de análises espectrais foram realizadas para amostras de DNA/células do micro-organismo extremófilo Halobacterium salinarum, com a finalidade de serem comparadas ao espectro infravermelho, obtido de forma direta da atmosfera terrestre. A pesquisa por marcadores específicos foi realizada a fim de determinar os picos que permitam a detecção desses componentes singulares quando suspensos em gases atmosféricos. Os resultados da pesquisa mostram que a atmosfera terrestre está contaminada com moléculas complexas. Existem 37 absorções em comum quando se compara o espectro da atmosfera terrestre com os espectros de células ou DNA (por exemplo 966, 936, 924, 886 e 866 cm-1). Entre elas, os picos centrados em aproximadamente 1018, 996, 900 e 840 cm-1, denunciam a presença de estruturas biogênicas ligadas à presença de ácidos nucleicos (riboses e grupos fosfatos). Investigou-se, também, a possibilidade de certas assinaturas biológicas serem mascaradas pela presença de gases quando observadas remotamente. A conclusão é que as bandas de gases como o SO2 (1136 cm-1), O3 (1042 e 1124 cm-1) e C2H6 (826 cm-1), podem tornar a detecções de algumas bioassinaturas uma tarefa árdua e até mesmo impossível. Outras perguntas de pesquisa ligadas à determinação da quantidade mínima de material biológico capaz de oferecer um sinal que possa ser identificado e atribuído a um material biológico específico, assim como a possibilidade de determinação de uma banda de absorção apta a servir como fator de calibração foram abordadas. Conclui-se que há possibilidades de se detectar alguma característica biológica mesmo após diluições cobrindo 5 ordens de magnitude (variação de 760 a 0.076 ng/µl). A banda centrada em 893 cm-1 pode ser utilizada para futuras calibrações, pois responde linearmente com a variação da quantidade de material biológico. O resultado da pesquisa mostrou que existem bandas moleculares em comum entre a atmosfera e o material biológico, sendo atribuídas a potenciais marcadores moleculares que, possivelmente, poderão ser detectados de forma remota em futuras missões espaciais. / It is notorious that interest in detecting life beyond Earth has increased in the scientific world. The existence of possible biological markers the terrestrial atmosphere, the presence of living material or organic material decomposed on surfaces and at the sea increase the chances of success of the research. Life on Earth is everywhere and the planet is saturated with its manifestations. The objective of this thesis is the development of a methodology that offers ideas for the detection of bioassinatures outside the Earth, particularly in exoplanets. In terms of molecular biology, the main signature of life is DNA (desoxyribonucleic acid), which organizes and hosts the genetic code all of the living things. Other molecules that denounce the presence of life are chlorophyll, carotenoids, DNA fragments, organic molecules, etc. In an attempt to find bioassinatures in the atmosphere of exoplanets, a requirement must be met: the identification of characteristic bands that allow the detection of a signal associated with a complex biomolecule, preferably in the infrared region, seen in the middle of the peaks of gases atmospheric conditions. Thus, a series of spectral analyzes were performed for DNA samples/cells of the extremophilic microorganism Halobacterium salinarum, to be compared to the infrared spectrum obtained directly from the Earths atmosphere. The search for specific markers was performed in order to determine the peaks that allow the detection of these singular components when suspended in atmospheric gases. The results of the research show that the Earths atmosphere is contaminated with complex molecules. There is a total of 37 common absorptions found in the spectrum of the Earths atmosphere and in Cells or DNA spectra (for example 966, 936, 924, 886 and 866 cm-1). Among them, the peaks centered at approximately 1018, 996, 900 and 840 cm-1, denote the presence of biogenic structures linked to the presence of nucleic acids (riboses and phosphate groups). It was also investigated the possibility of certain biological signatures being masked by the presence of gases when observed remotely. The conclusion is that gas bands such as SO2 (1136 cm-1), O3 (1042 and 1124 cm-1) and C2H6 (826 cm-1) can make the detection of some bioassinatures a difficult task. Other research questions related to the determination of the minimum quantity of biological material can providing a signal capable of being identified and assigned to a specific biological material, as well as the possibility of determining an absorption that could a serving as a calibration factor were addressed . It is concluded that it is possible to detect a same biological characteristic after dilutions covering 5 orders of magnitude (ranging from 760 to 0.076 ng/µl). The band centered at 893 cm-1 can be used for future calibrations because it responds linearly with the variation of the amount of biological material. The research results showed that there are molecular bands in common between the atmosphere and biological material and are attributed to potential molecular markers that may possibly be detected remotely in future space missions.

Orientadores: Márcia Miguel Castro Ferreira, Jarbas José Rodrigues Rohwedder / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Qímica / Made available in DSpace on 2018-09-11T21:19:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_YuriGuimaraes_M.pdf: 1972063 bytes, checksum: 17925102065d8dd73072baa01e19447c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este estudo avalia a capacidade do uso da espectroscopia NIR para a determinação do teor de 6 hidrocarbonetos e dióxido de carbono em 40 misturas gasosas com composição semelhante à do gás natural. Os espectros NIR foram obtidos a partir de um equipamento experimental, construído no próprio laboratório, baseado em um monocromador do tipo AOTF e simultaneamente em um espectrofotômetro comercial NIR-FT. Modelos de calibração multivariada PLS-1 foram construídos, para os 6 gases, com os dois conjuntos de dados. A validação do método foi realizada calculando-se as figuras de mérito multivariadas, envolvendo em alguns casos o conceito do sinal analítico líquido (NAS). Os valores de RMSECV variam de 0,1858% para o 1,3- butadieno, cuja faixa de porcentagem volumétrica é de: 0,8% a 4,9%; a 0,9732% para o metano cuja faixa de porcentagem volumétrica é de: 61,7% a 89,9%. Estes valores confirmam a possibilidade de determinação do teor das espécies constituintes do gás natural e uma comparação das variâncias, por meio do teste F, dos modelos obtidos com os espectrofotômetros NIR-AOTF e NIR-FT indicam a adequação do equipamento experimental utilizado / Abstract: The present study evaluates the potential of NIR spectroscopy in determining the content of 6 hidrocarbons and carbon dioxide in 40 gas mixtures very similar in composition to the brazilian natural fuel gas. The NIR spectra were obtained from an equipament built in our laboratory and based on a AOTF wavelength selector device. All the spectra were simultaneously recorded in a comercial NIR-FT spectrophotometer (Bomem MB160D). Multivariate calibration models (PLS-1) were built for the six gases with both data sets. Method validation was performed calculating the figures of merit based on the Net Analyte Signal (NAS). RMSECV values ranged from 0.1858%, for 1,3-butadiene wich has a volumetric ratio of 0.8% to 4.9%; to 0.9732 for methane which has a volumetric ratio of 65.8% to 89.9%. These values confim the possibility of measuring the content of all the constituents evaluated in this study. A model variance comparision regarding the calibrations obtained with the NIR-AOTF and NIR-FT spectrophotometers showed the adequacy of the experimental equipament employed / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Recentes avanços nas ciências médicas têm contribuído significativamente para que novas tecnologias de materiais e processos tecnológicos ganhem espaço. No âmbito da esterilização de materiais poliméricos termossensíveis, empregados na fabricação de ampla gama de produtos médico-hospitalares, os processos que operam sob temperaturas compatíveis com estes materiais, gás óxido de etileno e radiação ionizante, agregam desvantagens importantes envolvendo, respectivamente, aspectos de toxicidade ocupacional, ambiental e ao paciente, bem como alterações intrínsecas aos mesmos. O processo inovador e potencialmente compatível por gás plasma representa promissora alternativa, onde o agente letal agrega entidades altamente reativas provenientes de gás ionizado por aplicação de descarga elétrica e originalmente desprovido de atividade microbicida. O presente trabalho teve por objetivo proceder a estudos que permitam conhecimento da eficácia esterilizante de processos empregando plasma de O2 puro e sua mistura com H2O2 em produtos médico-hospitalares de natureza polimérica, configuração tubular, longa extensão e calibre reduzido. Os lumens desses materiais foram preenchidos com suportes vítreos (lamínulas de 8 x 18mm) intencionalmente contaminados com biocargas restritas de Bacillus subtilis var. niger ATCC 9372, que atuaram como biosensores, constituindo os monitores biológicos. Esses dispositivos foram submetidos a ciclos por plasma sob distintas combinações de parâmetros envolvendo distintos sistemas (RIE e ICP), potências de rádio-freqüência e tempos de exposição sub-letais. Após os ciclos esterilizantes, os monitores biológicos foram abertos e submetidos à análise microbiológica para a enumeração de possíveis esporos sobreviventes, usando o método do número mais provável (NMP), possibilitando o cálculo dos valores D (principal parâmetro de resistência de uma população microbiana). Adicionalmente, foram objeto de investigação polímeros distintos utilizados na confecção de produtos médico-hospitalares, a fim de esclarecer a influência do plasma sobre as características intrínsecas desses materiais. Foram selecionados o poli (cloreto de vinila) - PVC, polietileno de alta densidade (HDPE), polipropileno (PP), poliuretano (PUR) e policarbonato (PC). As amostras foram expostas em ambos sistemas de plasma (RIE e ICP) usando gás O2 puro e sua mistura gasosa O2/H2O2, potências de RF de 150W e 300W e tempo de exposição de 30 min. As amostras foram submetidas a espectroscopia fotoacústica no infravermelho, microscopia eletrônica de varredura, microanálise e perfilometria a fim de avaliar possíveis danos aos polímeros expostos, assim como citotoxicidade in vitro para esclarecer sobre a biocompatibilidade dos mesmos. Os resultados demonstraram que a eficácia esterilizante do plasma foi dependente do calibre dos monitores biológicos e das potências de RF aplicadas. Os menores valores D foram obtidos para os monitores biológicos de maior calibre (7mm) e potências de 150W/300W em ambos sistemas RIE e ICP, respectivamente. A mistura gasosa O2/H2O2 apresentou maior efeito microbicida quando comparada ao O2 puro em ambos sistemas de plasma. Paralelamente, a exposição ao plasma levou à modificação em nível superficial (oxidação e aumento da rugosidade) para todos os polímeros expostos. Foi observado efeito mais agressivo quando usando plasma gerado em sistema ICP usando mistura gasosa O2/H2O2. Os dados sugerem que a massa interna ou bulk de todos as amostras não foi afetada, assim como as alterações observadas não promoveram modificação na biocompatibilidade dos polímeros estudados. / The sterilization of heat sensitive materials like medical devices made of polymers has been under intense investigation regarding new technologies and sterilization agents, as far as mechanical problems and innocuity of currency processes such as ionizing radiation and ethylene oxide gas, respectively, are concerned. Plasma sterilization of medical devices is emerging as an attractive substitute to conventional sterilization technologies, once is recognized as an atoxic and low-temperature process. It uses different gases that are activated by an electrical discharge, generating reactive species which promote lethal effect on microorganisms. In this work, it was performed experimental studies to evaluate the sterilization effectiveness of pure O2 and O2/H2O2 mixture gas plasma against a standard load of 103 Bacillus subtilis var. niger ATCC 9372 spores inoculated on 8 x 18mm glass carriers placed inside and in central position of PVC catheters 64cm long with internal diameters of 7mm and 1mm. These assemblages simulated the challenge of medical devices as biological monitors. The gas plasma sterilization efficiency was studied as a function of plasma systems (RIE and ICP), radio frequency powers and sub-lethal exposition times. After sterilization, the biological monitors were disassembled and the survivors were growth in trypticase soy broth using the most probable number (MPN) technique. Hence, it was possible to calculate the time D required to decrease a given population by a factor of 10 (90% reduction). On the other hand, there was a need to evaluate the safety of plasma sterilization in terms of polymer damage. Materials used in this study were: polyvinylchloride (PVC), high density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), polyurethane (PUR) and polycarbonate (PC). Samples were exposed to pure O2 and O2/H2O2 plasma sterilization using both plasma systems (RIE and ICP), radio frequency powers of 150W/300W and exposition time of 30 minutes. Fourier transform infrared photoacoustic spectroscopy (FT-IR/PAS), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and profilometry, which are surface and bulk characterization techniques, were used to study plasma sterilization polymers compatibility, as well as \"in vitro\" citotoxicity to acess the biocompatibility of exposed polymers. The results demonstrated that plasma antimicrobial activity depended on the inside catheters diameter and radio frequency powers. The smallest D values were obtained when using biological monitors of 7mm of internal diameter and 150W/300W of RF powers, in, respectively, RIE/ICP systems. The mixture O2/H2O2 exhibited higher microbicidal efficacy than pure O2 in both plasma systems. In addition, both plasma systems led to near-surface layers modification, with the increase of roughness and surface oxidation of all the polymers studied. ICP system and O2/H2O2 mixture were more effective to induce the surface modifications observed. The bulk of all polymers showed not to be affected by all plasma conditions used and the surface alterations did not affected the biocompatibility of all the polymers studied.

É notório o fato de que o interesse pela detecção de vida fora da Terra tenha aumentado no mundo científico. A existência de possíveis traçadores biológicos na atmosfera terrestre, a presença de material vivo ou de material orgânico decomposto em superfícies e no mar aumentam as possibilidades de sucesso das pesquisas. A vida na Terra é encontrada em todas as partes, e o planeta está saturado de suas manifestações. O objetivo da presente tese é o desenvolvimento de uma metodologia que ofereça ideias para a detecção de bioassinaturas fora da Terra, particularmente em exoplanetas. Em termos de biologia molecular, a principal assinatura de vida é o DNA (ácido desoxirribonucleico), que organiza e sedia o código genético de todos os seres vivos. Outras moléculas que denunciam a presença de vida são a clorofila, carotenoides, fragmentos de DNA, moléculas orgânicas, etc. Na tentativa de se encontrar bioassinaturas na atmosfera de exoplanetas, um requisito deve ser atendido: a identificação de bandas características que permitam a detecção de um sinal que esteja associado a uma biomolécula complexa, preferencialmente na região do infravermelho, vista em meio aos picos de gases atmosféricos. Sendo assim, uma série de análises espectrais foram realizadas para amostras de DNA/células do micro-organismo extremófilo Halobacterium salinarum, com a finalidade de serem comparadas ao espectro infravermelho, obtido de forma direta da atmosfera terrestre. A pesquisa por marcadores específicos foi realizada a fim de determinar os picos que permitam a detecção desses componentes singulares quando suspensos em gases atmosféricos. Os resultados da pesquisa mostram que a atmosfera terrestre está contaminada com moléculas complexas. Existem 37 absorções em comum quando se compara o espectro da atmosfera terrestre com os espectros de células ou DNA (por exemplo 966, 936, 924, 886 e 866 cm-1). Entre elas, os picos centrados em aproximadamente 1018, 996, 900 e 840 cm-1, denunciam a presença de estruturas biogênicas ligadas à presença de ácidos nucleicos (riboses e grupos fosfatos). Investigou-se, também, a possibilidade de certas assinaturas biológicas serem mascaradas pela presença de gases quando observadas remotamente. A conclusão é que as bandas de gases como o SO2 (1136 cm-1), O3 (1042 e 1124 cm-1) e C2H6 (826 cm-1), podem tornar a detecções de algumas bioassinaturas uma tarefa árdua e até mesmo impossível. Outras perguntas de pesquisa ligadas à determinação da quantidade mínima de material biológico capaz de oferecer um sinal que possa ser identificado e atribuído a um material biológico específico, assim como a possibilidade de determinação de uma banda de absorção apta a servir como fator de calibração foram abordadas. Conclui-se que há possibilidades de se detectar alguma característica biológica mesmo após diluições cobrindo 5 ordens de magnitude (variação de 760 a 0.076 ng/µl). A banda centrada em 893 cm-1 pode ser utilizada para futuras calibrações, pois responde linearmente com a variação da quantidade de material biológico. O resultado da pesquisa mostrou que existem bandas moleculares em comum entre a atmosfera e o material biológico, sendo atribuídas a potenciais marcadores moleculares que, possivelmente, poderão ser detectados de forma remota em futuras missões espaciais. / It is notorious that interest in detecting life beyond Earth has increased in the scientific world. The existence of possible biological markers the terrestrial atmosphere, the presence of living material or organic material decomposed on surfaces and at the sea increase the chances of success of the research. Life on Earth is everywhere and the planet is saturated with its manifestations. The objective of this thesis is the development of a methodology that offers ideas for the detection of bioassinatures outside the Earth, particularly in exoplanets. In terms of molecular biology, the main signature of life is DNA (desoxyribonucleic acid), which organizes and hosts the genetic code all of the living things. Other molecules that denounce the presence of life are chlorophyll, carotenoids, DNA fragments, organic molecules, etc. In an attempt to find bioassinatures in the atmosphere of exoplanets, a requirement must be met: the identification of characteristic bands that allow the detection of a signal associated with a complex biomolecule, preferably in the infrared region, seen in the middle of the peaks of gases atmospheric conditions. Thus, a series of spectral analyzes were performed for DNA samples/cells of the extremophilic microorganism Halobacterium salinarum, to be compared to the infrared spectrum obtained directly from the Earths atmosphere. The search for specific markers was performed in order to determine the peaks that allow the detection of these singular components when suspended in atmospheric gases. The results of the research show that the Earths atmosphere is contaminated with complex molecules. There is a total of 37 common absorptions found in the spectrum of the Earths atmosphere and in Cells or DNA spectra (for example 966, 936, 924, 886 and 866 cm-1). Among them, the peaks centered at approximately 1018, 996, 900 and 840 cm-1, denote the presence of biogenic structures linked to the presence of nucleic acids (riboses and phosphate groups). It was also investigated the possibility of certain biological signatures being masked by the presence of gases when observed remotely. The conclusion is that gas bands such as SO2 (1136 cm-1), O3 (1042 and 1124 cm-1) and C2H6 (826 cm-1) can make the detection of some bioassinatures a difficult task. Other research questions related to the determination of the minimum quantity of biological material can providing a signal capable of being identified and assigned to a specific biological material, as well as the possibility of determining an absorption that could a serving as a calibration factor were addressed . It is concluded that it is possible to detect a same biological characteristic after dilutions covering 5 orders of magnitude (ranging from 760 to 0.076 ng/µl). The band centered at 893 cm-1 can be used for future calibrations because it responds linearly with the variation of the amount of biological material. The research results showed that there are molecular bands in common between the atmosphere and biological material and are attributed to potential molecular markers that may possibly be detected remotely in future space missions.

Neste trabalho, foram estudadas estratégias para caracterização de bebidas à base de soja (BBS), por meio de análises por espectroscopia no infravermelho médio com transformada de Fourier com acessório de reflexão total atenuada (FTIR-ATR). Foram utilizadas 20 amostras comerciais de BBS, de 7 diferentes sabores e 3 diferentes marcas. Os teores estudados nas BBS foram glicídios totais, glicídios redutores, glicídios não redutores, e proteínas totais. Os modelos de regressão multivariada foram construídos por mínimos quadrados parciais (PLS), empregando como seleção de variáveis os métodos de mínimos quadrados parciais por intervalo (iPLS) e mínimos quadrados parciais por sinergismo de intervalos (siPLS). As seleções de variáveis por siPLS apresentaram os melhores resultados para os modelos construídos. Entre as propriedades avaliadas, a de glicídios totais apresentou modelos com erros de calibração e previsão (RMSECV e RMSEP) baixos, e coeficientes de determinação (R2cv e R2prev) próximos de um. Para proteínas totais, os modelos apresentaram resultados promissores, pois também tiveram erros de calibração e previsão (RMSECV e RMSEP) baixos, e coeficientes de determinação (R2cv e R2prev) próximos de um, considerando-se que as amostras reais e não apresentavam uma variabilidade de concentração de proteínas ideal. Para as propriedades de glicídios redutores e glicídios não redutores, não foram obtidos bons resultados para os modelos de regressão. Desta forma, a metodologia proposta apresenta potencial em análises de rotinas para determinação simultânea de glicídios totais e proteínas, atendendo aos requisitos referente às informações nutricionais na rotulagem das BBS, somando-se às vantagens da espectroscopia no infravermelho, tais como rapidez na análise, elevada frequência analítica, pequena quantidade de amostra necessária, baixo custo, não ser destrutiva e ser ambientalmente amigável. / In this work, strategies were studied for the characterization of soy-based beverages (SBB), by means of Fourier transform infrared spectroscopy with attenuated total reflectance (FTIR-ATR). Twenty commercial samples of SBB were used, of 7 different flavors and 7 different brands. The contents studied in SBB were total sugar, reducing sugar, non-reducing sugars, and total proteins. The multivariate regression models were constructed by partial least squares (PLS), with evaluation of the methods by interval partial least squares (iPLS) and by sinergy interval partial least squares (siPLS), for selection of variables. The selections of variables per siPLS presented the best results for the constructed models. Among the evaluated properties, the total sugar content presented models with low calibration and prediction errors (RMSECV and RMSEP), and determination coefficients (R2cv and R2prev) close to one. For total proteins, the models presented promising results, as they also had low calibration and prediction errors (RMSECV and RMSEP), and determination coefficients (R2cv and R2prev) close to one, considering that the actual samples did not present an ideal protein concentration variability. For the properties of reducing sugars and non-reducing sugars, good results were not obtained for the regression models. In this way, the proposed methodology presents potential in routine analysis for simultaneous determination of total glycogen and protein, taking into account the requirements referring to the nutritional information in the SBB labeling, adding to the advantages of the infrared spectroscopy, such as speed in the analysis, high analytical frequency, small amount of sample required, low cost, non destructive and environmentally friendly.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3381.pdf: 10806200 bytes, checksum: 4024b6501ccd0766adc5fb20570e9760 (MD5) Previous issue date: 2010-11-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / The Pd catalysts were prepared by wet impregnation method of the supports using an aqueous solution of palladium nitrate. (x)La2O3-Al2O3 carriers, with x = 0 to 20 wt %, were obtained by wet impregnation and sol gel methods. The supports and catalysts were characterized by N2 physisorption, X-ray diffraction, thermogravimetry, temperature-programmed reduction, Fourier transformed infrared spectroscopy of the adsorbed CO, X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscopy and dehydrogenation of cyclohexane reaction. The La2O3 presence on the carriers promotes a decrease in the Eaap and an increase in the TOFap and CH4 consumption values at 510 °C in the steam reforming of CH4 reaction. This increase in activity was related to Pdº*Pd+-OLa interfacial species type formation. These interfacial species promote the formation of Pd° sites of higher electron density, most activ e to C-H bond cleavage, and are also likely to be oxidized by H2O and CO2 co-reagents, promoting the O * transfer to the metal surface, which act on the oxidation of chemisorbed carbon (C *). This fact makes that the determining steps process to be more balanced, promoting a greater of CH4 accessibility to the Pd surface. The nature of the supports has a high influence on the properties of Pd catalysts in autothermal reforming of CH4 reaction (ATR). The Pd/Al catalysts showed a high deactivation in the ATR, due to strong agglomeration of Pd crystallites during the time the catalyst was maintained at 800 °C. For La 2O3 containing catalysts, the Pdº*Pd+-O-La interfacial species type formation promoted a higher activity and stability in ATR. However, was observed the formation of graphitic carbon type for Pd/12LaAl samples. The interfacial species promote both an increase in the CH4 activation rate, as in the removal of the C* species formed during CH4 activation. However, the CH4 activation and C* formation rate should be higher than diffusion or removal carbon rate. This effect coupled with the suitable particle size formed during the ATR tests results in a greater C* accumulation and growth in the filaments form. / Os catalisadores de Pd foram preparados por impregnação dos suportes utilizando-se uma solução aquosa de nitrato de paládio. Os suportes (x)La2O3-Al2O3, com x = 0 a 20 % em peso, foram obtidos pelos métodos de impregnação úmida e sol gel. Os suportes e catalisadores foram caracterizados por fisissorção de N2, difração de raios X, termogravimetria, redução à temperatura programada, espectroscopia na região do infravermelho do CO adsorvido, espectroscopia fotoeletrônica de raios X, microscopia eletrônica de transmissão e reação de desidrogenação do cicloexano. A presença de La2O3 nos suportes promove uma diminuição nos valores de Eaap e um aumento nos valores TOFap e consumo de CH4 a 510 °C na reação de reforma a vapor do CH4. A maior atividade se deve a formação de espécies interfaciais do tipo Pdº*Pd+-O-La. Estas espécies favorecem a formação de sítios de Pd° de maior densidade eletrônica, mais ativos para a clivagem da ligação C-H, e também são susceptíveis de serem oxidadas pela H2O e CO2, promovendo a transferência de O* para a superfície do metal, a qual atuaria na oxidação do carbono quimissorvido (C*). Este fato faz com que as etapas determinantes do processo sejam mais equilibradas, promovendo uma maior acessibilidade do CH4 à superfície do Pd. A natureza do suporte tem uma alta influência nas propriedades dos catalisadores de Pd na reação de reforma autotérmica do CH4 (ATR). Os catalisadores de Pd/Al apresentaram uma alta desativação na ATR, devido ao acentuado crescimento dos cristalitos de Pd durante o tempo que o catalisador manteve-se a 800 °C. Para os catalisadores contendo La2O3, a formação de espécies interfaciais do tipo Pd0*Pdδ+O-La promoveu uma maior atividade e estabilidade na ATR. Todavia, verificou-se a formação de carbono do tipo grafítico para as amostras de Pd/12LaAl. A formação de espécies interfaciais promove um aumento tanto na velocidade de ativação do CH4, quanto na remoção das espécies de C* formado durante a ativação. No entanto, a taxa de ativação do CH4 e formação de C* devem ser superiores a taxa de difusão ou remoção deste carbono. Este fato somado ao tamanho de partícula adequado durante os ensaios de ATR resultam num maior acúmulo e crescimento de C* na forma de filamentos.