O compósito de manganito de lantânio dopado com estrôncio (La1-xSrxMnO3 - LSM) e zircônia estabilizada com ítria (ZrO2/Y2O3 - YSZ), tem sido indicado como catodo das células a combustível de óxido sólido, por apresentar melhor desempenho como eletrodo catódico na região da tripla fase reacional (TRIPLE PHASE BOUNDARY - TPB), formada na interface entre eletrólito e eletrodo. Para as temperaturas superiores a 1100 °C, o LSM e o YSZ podem-se reagir formando-se zirconatos de lantânio (La2Zr2O7 - LZO) e zirconatos de estrôncio (SrZrO3 - SZO). Neste sentido, o presente trabalho pretende contribuir no estudo da formação das fases LZO e SZO, estudando diferentes proporções mássicas entre LSM e YSZ e temperaturas de sinterização variando-se entre 1000 °C e 1400 °C. Para obtenção dos pós precursores foram adotadas as rotas de co-precitação para a obtenção do YSZ e mistura convencional de pós para preparação de LSM. Para a preparação do compósito LSM/YSZ, as composições químicas do LSM sintetizado neste trabalho foram para as duas concentrações 30 e 40 % mol de Sr (LSM7 e LSM6) e para YSZ 10 % mol de ítria. Os resultados obtidos por fluorescência de raios X mostraram que as rotas adotadas para síntese de pós foram eficazes na obtenção das composições LSM6, LSM7 e YSZ, com valores próximos aos estequiométricos. As proporções mássicas estudadas foram: 50 % de LSM e 50 % de YSZ (1:1), 25 % de LSM e 75 % de YSZ (1:3) e 75 % de LSM e 25 % de YSZ (3:1). Tais proporções de misturas foram conformadas e submetidas a diferentes condições de temperaturas e tempos de sinterização: 1000 °C, 1200 °C, 1300 °C, 1350 °C e 1400 °C, por 4 e 8 horas. Tanto os valores de tamanho médio das partículas como os valores da área de superfície específica para a mistura de LSM6/YSZ e LSM7/YSZ, após a mistura em um moinho atritor e em diferentes proporções mássicas, são da mesma ordem de grandeza. Na análise por difração de raios X dos compósitos LSM6/YSZ e LSM7/YSZ preparados na proporção 1:1 submetidos às temperaturas a 1200 ºC e a 1400 ºC por 4 horas, verificou-se que não há formação de fases secundárias tais como LZO e SZO. Para estas amostras sinterizadas nestas duas temperaturas, o valor da porosidade obtida é maior para a amostra sinterizada a 1200 ºC. Para as amostras LSM6/YSZ e LSM7/YSZ, com proporções mássicas de 1:3, 1:1 e 3:1, sinterizadas a 1300 °C e 1350 °C, por 8 horas, observou-se o aparecimento de fases de LZO e SZO. Verificou-se também que as intensidades destas fases são maiores para proporção mássica de 3:1, ou seja, para amostras contendo 75 % em massa de LSM no compósito. Para preparação de filmes finos do compósito LSM/YSZ para células a combustível do tipo SOFC, de acordo com as condições adotadas neste trabalho, a temperatura de sinterização adequada é de 1200 °C por tempo abaixo ou igual a 8 horas, sendo que, em tais condições não há formação de fases secundárias como LZO e SZO. / The composite of strontium-doped lanthanum manganite (La1-xSrxMnO3 - LSM) and yttria-stabilized zirconia (ZrO2/Y2O3 - YSZ), is indicated as cathode of the Solid Oxide Fuel Cells (SOFC). It presents better acting as cathode due to the Triple Phase Boundary (TPB) formed in the interface area between the cathode and the electrolyte. For the temperatures up to 1100 °C, LSM and YSZ can react producing lanthanum zirconate (La2Zr2O7 - LZO) and strontium zirconate (SrZrO3 - SZO). In this sense, the present work intends to contribute in the study of the formation of phases LZO and SZO, studying different massic proportions between LSM and YSZ with sintering temperatures varying between 1000 °C and 1400 °C. For the obtention of the precursory powders the co-precipitation routes were adopted to obtain YSZ and conventional powder mixture for the preparation of LSM. The composite LSM/YSZ, studied in this work, is prepared with two concentrations of Sr for LSM (30 mol % - LSM7 and 40 mol % - LSM6) and one concentration of yttria for YSZ (10 mol %). The results obtained by X-ray fluorescence showed that the routes adopted for synthesis of powders were effective in the obtention of the compositions LSM6, LSM7 and YSZ, with close values to the stoichiometrics. The studied massic proportions were: 50 % of LSM and 50 % of YSZ (1:1), 25 % of LSM and 75 % of YSZ (1:3), and 75 % of LSM and 25 % of YSZ (3:1). Such proportions of mixtures were conformed and submitted at different conditions of temperatures and times of sintering: 1000 °C, 1200 °C, 1300 °C, 1350 °C and 1400 °C for 4 and 8 hours. The values of medium size of the particles and the specific surface area values for the mixture of LSM6/YSZ and LSM7/YSZ, are of the same order of largeness after the mixture in a attritor mill and in different massic proportions. Secondary phases like LZO and SZO weren\'t found in the analysis for X-ray diffraction of the composites LSM6/YSZ and LSM7/YSZ prepared in the proportion 1:1 submitted to the temperatures to 1200 ºC and 1400 ºC for 4 hours. For these sintered samples in these two temperatures, the value of the obtained porosity is larger for the sintered sample at 1200 ºC. For the samples LSM6/YSZ and LSM7/YSZ, with massic proportions of 1:3, 1:1 and 3:1, sintered to 1300 °C and 1350 °C for 8 hours, it was observed the emergence of phases of LZO and SZO. It was also verified that the intensities of these phases are larger for the massic proportion of 3:1, in other words, for samples containing 75 % in mass of LSM in the composite. For the preparation of thin films of the composite LSM/YSZ for SOFC, in agreement with the conditions adopted in this work, the appropriate sintering temperature is 1200 °C for 8 hours or less, conditions where there isn\'t the formation of secondary phases like LZO and SZO.

O compósito de manganito de lantânio dopado com estrôncio (La1-xSrxMnO3 - LSM) e zircônia estabilizada com ítria (ZrO2/Y2O3 - YSZ), tem sido indicado como catodo das células a combustível de óxido sólido, por apresentar melhor desempenho como eletrodo catódico na região da tripla fase reacional (TRIPLE PHASE BOUNDARY - TPB), formada na interface entre eletrólito e eletrodo. Para as temperaturas superiores a 1100 °C, o LSM e o YSZ podem-se reagir formando-se zirconatos de lantânio (La2Zr2O7 - LZO) e zirconatos de estrôncio (SrZrO3 - SZO). Neste sentido, o presente trabalho pretende contribuir no estudo da formação das fases LZO e SZO, estudando diferentes proporções mássicas entre LSM e YSZ e temperaturas de sinterização variando-se entre 1000 °C e 1400 °C. Para obtenção dos pós precursores foram adotadas as rotas de co-precitação para a obtenção do YSZ e mistura convencional de pós para preparação de LSM. Para a preparação do compósito LSM/YSZ, as composições químicas do LSM sintetizado neste trabalho foram para as duas concentrações 30 e 40 % mol de Sr (LSM7 e LSM6) e para YSZ 10 % mol de ítria. Os resultados obtidos por fluorescência de raios X mostraram que as rotas adotadas para síntese de pós foram eficazes na obtenção das composições LSM6, LSM7 e YSZ, com valores próximos aos estequiométricos. As proporções mássicas estudadas foram: 50 % de LSM e 50 % de YSZ (1:1), 25 % de LSM e 75 % de YSZ (1:3) e 75 % de LSM e 25 % de YSZ (3:1). Tais proporções de misturas foram conformadas e submetidas a diferentes condições de temperaturas e tempos de sinterização: 1000 °C, 1200 °C, 1300 °C, 1350 °C e 1400 °C, por 4 e 8 horas. Tanto os valores de tamanho médio das partículas como os valores da área de superfície específica para a mistura de LSM6/YSZ e LSM7/YSZ, após a mistura em um moinho atritor e em diferentes proporções mássicas, são da mesma ordem de grandeza. Na análise por difração de raios X dos compósitos LSM6/YSZ e LSM7/YSZ preparados na proporção 1:1 submetidos às temperaturas a 1200 ºC e a 1400 ºC por 4 horas, verificou-se que não há formação de fases secundárias tais como LZO e SZO. Para estas amostras sinterizadas nestas duas temperaturas, o valor da porosidade obtida é maior para a amostra sinterizada a 1200 ºC. Para as amostras LSM6/YSZ e LSM7/YSZ, com proporções mássicas de 1:3, 1:1 e 3:1, sinterizadas a 1300 °C e 1350 °C, por 8 horas, observou-se o aparecimento de fases de LZO e SZO. Verificou-se também que as intensidades destas fases são maiores para proporção mássica de 3:1, ou seja, para amostras contendo 75 % em massa de LSM no compósito. Para preparação de filmes finos do compósito LSM/YSZ para células a combustível do tipo SOFC, de acordo com as condições adotadas neste trabalho, a temperatura de sinterização adequada é de 1200 °C por tempo abaixo ou igual a 8 horas, sendo que, em tais condições não há formação de fases secundárias como LZO e SZO. / The composite of strontium-doped lanthanum manganite (La1-xSrxMnO3 - LSM) and yttria-stabilized zirconia (ZrO2/Y2O3 - YSZ), is indicated as cathode of the Solid Oxide Fuel Cells (SOFC). It presents better acting as cathode due to the Triple Phase Boundary (TPB) formed in the interface area between the cathode and the electrolyte. For the temperatures up to 1100 °C, LSM and YSZ can react producing lanthanum zirconate (La2Zr2O7 - LZO) and strontium zirconate (SrZrO3 - SZO). In this sense, the present work intends to contribute in the study of the formation of phases LZO and SZO, studying different massic proportions between LSM and YSZ with sintering temperatures varying between 1000 °C and 1400 °C. For the obtention of the precursory powders the co-precipitation routes were adopted to obtain YSZ and conventional powder mixture for the preparation of LSM. The composite LSM/YSZ, studied in this work, is prepared with two concentrations of Sr for LSM (30 mol % - LSM7 and 40 mol % - LSM6) and one concentration of yttria for YSZ (10 mol %). The results obtained by X-ray fluorescence showed that the routes adopted for synthesis of powders were effective in the obtention of the compositions LSM6, LSM7 and YSZ, with close values to the stoichiometrics. The studied massic proportions were: 50 % of LSM and 50 % of YSZ (1:1), 25 % of LSM and 75 % of YSZ (1:3), and 75 % of LSM and 25 % of YSZ (3:1). Such proportions of mixtures were conformed and submitted at different conditions of temperatures and times of sintering: 1000 °C, 1200 °C, 1300 °C, 1350 °C and 1400 °C for 4 and 8 hours. The values of medium size of the particles and the specific surface area values for the mixture of LSM6/YSZ and LSM7/YSZ, are of the same order of largeness after the mixture in a attritor mill and in different massic proportions. Secondary phases like LZO and SZO weren\'t found in the analysis for X-ray diffraction of the composites LSM6/YSZ and LSM7/YSZ prepared in the proportion 1:1 submitted to the temperatures to 1200 ºC and 1400 ºC for 4 hours. For these sintered samples in these two temperatures, the value of the obtained porosity is larger for the sintered sample at 1200 ºC. For the samples LSM6/YSZ and LSM7/YSZ, with massic proportions of 1:3, 1:1 and 3:1, sintered to 1300 °C and 1350 °C for 8 hours, it was observed the emergence of phases of LZO and SZO. It was also verified that the intensities of these phases are larger for the massic proportion of 3:1, in other words, for samples containing 75 % in mass of LSM in the composite. For the preparation of thin films of the composite LSM/YSZ for SOFC, in agreement with the conditions adopted in this work, the appropriate sintering temperature is 1200 °C for 8 hours or less, conditions where there isn\'t the formation of secondary phases like LZO and SZO.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / In the present work, Dy3+ co-doped SrAl2O4:Eu3+ was produced via proteic sol-gel method, a modified sol-gel route which allows the formation of oxides at lower temperatures than other methods. CO2 laser sintering was used as a method for heat treatment, effective in reducing trivalent europium ions in doped samples. Thermal analysis of the precursors, performed by TG and DTA, revealed that the crystallization of SrAl2O4 phase occurs at approximately 1060 °C. By X-ray diffractometry of the samples characterized before and after sintering was verified monoclinic and hexagonal phases formation. DLS technique revealed the presence of nanosized and micrometric particles, and particle agglomerates, result which was confirmed by SEM images before and after sintering. Micrographs of the fracture surface of a sintered pellet revealed a high degree of densification caused by heat treatment. Photoluminescence measurements showed that the samples after synthesis and before the heat treatment with laser have reddish emission, composed of characteristic narrow emission lines from Eu3+ and more intense emission when the samples are excited at 265 nm. The laser treatment promotes the reduction of Eu3+ to Eu2+ and this effect is confirmed by the presence of a wide emission band in the green region of the spectrum with a maximum emission obtained after excitation at 350 nm. The luminescent decay time of the thermally treated sample was approximately 100 minutes. Via XRF measurements of acquired frits, DTA and TG of the frits, of the pigment and of mixtures of both, and via applications of the mixtures on ceramic plates it was noticed good compatibility in terms of thermal processes, that indicates that the pigment have a potential to be used in ceramic floor tiles. / No presente trabalho, pós cerâmicos de SrAl2O4:Eu3+, Dy3+ foram produzidos pelo método solgel proteico, uma rota de sol-gel modificada, que permite a formação do óxido em temperaturas mais baixas comparativamente a outros métodos. A sinterização a laser de CO2 foi utilizada como método para tratamento térmico, eficiente na redução dos íons trivalentes de európio das amostras dopadas. A análise térmica dos precursores, realizada por meio de DTA e TG, revelou que a cristalização da fase SrAl2O4 acontece em aproximadamente 1060 °C. Por difratometria de raios X verificou-se a formação de fase monoclínica e hexagonal nas amostras caracterizadas antes e após a sinterização. A técnica de EDL revelou a presença de partículas nanométricas, micrométricas e aglomerados de partículas, resultado este que foi confirmado por imagens de MEV de amostras antes e após a sinterização. Micrografias da superfície de fratura de uma pastilha sinterizada a laser revelaram o alto grau de densificação possibilitado pelo tratamento térmico. Medidas de fotoluminescência revelaram que as amostras após a síntese e antes do tratamento térmico a laser apresentam emissão com coloração avermelhada, composta de picos estreitos de emissão característicos do Eu3+ e com emissão mais intensa quando as amostras são excitadas em 265 nm. O tratamento a laser promove a redução do Eu3+ para Eu2+ e este efeito é confirmado pela presença de uma banda larga de emissão na região verde do espectro, com máximo de emissão obtido após excitação em 350 nm. O tempo de decaimento luminescente da amostra tratada termicamente chegou a alcançar aproximadamente 100 minutos. Por meio de medidas de FRX de fritas adquiridas, de DTA e TG de fritas, do pigmento e de misturas entre os dois, e da aplicação das misturas em placas cerâmicas foi possível observar boa compatibilidade em termos dos processos térmicos, o que aponta para um potencial uso do pigmento em placas de revestimento cerâmico.

Este trabalho descreve os métodos usados para obtenção de uma amostra ultra-fria de átomos de estrôncio. Os métodos usados para preparar a amostra são: um desacelerador Zeeman e duas armadilhas magneto-ópticas (MOT). O primeiro MOT operando na transição 1S0−1 P1 (azul) e o segundo na transição 1S0−3P1 (vermelha). Com relação ao primeiro estágio, se faz necessário o uso de um laser de comprimento de onda de 497nm, que através da transição 3P2−3D2 recuperam os átomos que sofrem transição para os chamados estados escuros. O último estágio é uma armadilha de dipolo para átomos de estrôncio usando apenas um feixe laser com comprimento de onda de 1064nm. O carregamento dessa armadilha é feito transferindo uma amostra atômica já pré-resfriadas. Explicamos de que maneira é feita a análise e aquisição dos resultados apresentados. Ressaltamos ainda a importância dos resultados obtidos para o projeto atual e para projetos futuros. / The present work describes the methods used to obtain a sample of ultra cold atoms of strontium. The methods necessary for obtaining the sample are: a Zeeman decelerator and a two step magneto-optical trap (MOTs). The first MOT works on the blue transition 1S0−1P1 while the second is operating on the red transition 1S0−3P1 transition. In the first stage a laser operating at 497nm is used to drive the 3P2−3D2 transition in order to prevent atoms accumulating in the 3P1 dark state. The last stage, after cooling, consists in a dipole trap for strontium atoms using only one laser beam with 1064nm wavelength. This trap is loaded by the transfer of a pre cooled atomic sample. We explain how the analysis and acquisition of the presented data are made. We also emphasize the importance of the obtained results for the current project as well as for future ones.

A cold atomic cloud is a versatile object, because it offers many handles to control and tune its properties. This facilitates studies of its behavior in various circumstances, such as sample temperature, size and density, composition, dimensionality and coherence time. The range of possible experiments is constrained by the specifications of the atomic species used. In this thesis presents the work done in the experiment for laser cooling of strontium atoms, focusing on its stability, which should provide cold and ultracold samples for the study of collective effects in light scattering. From the initial apparatus, innumerous changes were performed. The vacuum system got improved and now reached lower ultra high vacuum due to the pre-baking done to its parts and adding a titanium-sublimation stage. The quadrupole trap were improved by the design and construction of a new pair of coils. The stability of the blue, green and red laser systems and the loss prevention of laser light were improved, giving rise to a robust apparatus. Another important point is the development of homemade devices to reduce the costs and to be used as a monitor of different parts of an cold atoms experiment. From this homemade devices, we could demonstrate a dramatic linewidth narrowing by injection lock of an low cost 461 nm diode laser and its application to our strontium experiment. In the end, this improved experimental apparatus made possible the study of a new scattering effect, the mirror assisted coherent back-scattering (mCBS). / Uma nuvem atômica fria é um objeto versátil porque oferece muitas formas de controlar e ajustar suas propriedades. Isso facilita o estudo de seu comportamento em várias circunstâncias, tais como temperatura da amostra, tamanho e densidade, composição, dimensionalidade e tempo de coerência. A extensão de experimentos possíveis é limitada pelas especificações da espécie atômica utilizada. Nessa tese, eu apresento o trabalho feito em um experimento para resfriamento de átomos de estrôncio, focando em sua estabilidade, que deve gerar amostras frias e ultras-frias para o estudo de efeitos coletivos em espalhamento de luz. Do aparato inicial, inúmeras mudanças foram feitas. O sistema de vácuo foi melhorado e agora atinge vácuos ultra altos mais baixos, devido ao pré-cozimento feito em suas partes e a adição de um estágio de sublimação de titânio. A estabilidade e a prevenção de perdas de luz dos sistemas de laser azul, verde e vermelho foram melhorados, levando a um sistema mais robusto. Outro ponto importante é o desenvolvimento de dispositivos caseiros para reduzir os custos e para ser usado como monitor de diferentes partes de um experimento de átomos frios. Destes dispositivos, pudemos demonstrar a redução dramática da largura de linha de um diodo laser de 461 nm de baixo custo devido a estabilização por injeção. No fim, esse aparato experimental melhorado fez possível o estudo de um novo efeito de espalhamento, o retro espalhamento coerente da luz assistido por espelho.

Nenhuma / O decaimento radioativo beta (ß-) do 87Rb para o 87Sr é um importante sistema isotópico que tem sido amplamente aplicado para propostas geocronológicas, em identificação de sistemas de água subterrânea, interação entre aquíferos e como traçador para os processos de recuperação secundária em plataforma de petróleo via injeção da água do mar. A razão 87Sr/86Sr presente na água do mar é constante no mundo, enquanto águas de formação em reservatórios de hidrocarbonetos tem vários valores e em muitos casos é maior que a água do mar atual. Isto pode ser a base para um traçador natural apontando para a avaliação do desempenho dos processos de injeção da água do mar pela avaliação da razão 87Sr/86Sr e o conteúdo total de Sr da água de formação no reservatório antes da injeção, seguido pelo monitoramento desse valores na água de produção via espectrometria de massa. Este estudo propôs avaliar a utilização de um espectrômetro de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) e sistema de quadrupolo, em função de sua mais disseminada disponibilidade. Para tanto foram coletadas amostras de água de reservatório de petróleo e de água subterrânea para medir seus conteúdos de Sr e a suas respectivas razões 87Sr/86Sr. Após o pré-tratamento das amostras, as soluções foram submetidas a uma etapa de separação do Rb e Sr por troca iônica para evitar interferência isobárica na determinação da razão isotópica do estrôncio. Para avaliar o método de separação, foram usadas a resina convencional Dowex AG50WX8-400 e colunas comercias pré-empacotadas com a resina Sr-spec. O espectrômetro de massa utilizado foi um equipamento Perkin-Elmer ELAN DRC-e. A precisão requerida para esse propósito de utilização da razão 87Sr/86Sr como traçador natural para a detecção do breakthrough da água de injeção nos poços de produção de reservatórios de petróleo uma informação tão somente qualitativa, conquanto altamente valiosa para a gerência da produção do reservatório - não requer necessariamente uma alta precisão. Desta maneira, o estudo verificou a capacidade do ICP-MS com sistema de quadrupolo para medir a razão 87Sr/86Sr nas águas de reservatórios e subterrâneas com menores desvios padrões possíveis. Os resultados deste trabalho sugerem que a razão 87Sr/86Sr é uma promissora ferramenta como traçador natural em reservatórios de petróleo e sistemas de água subterrânea. / The radioactive beta (ß-) decay of 87Rb to 87Sr is an important isotope system that has been widely applied for geochronological purposes and in identifying ground water sources, aquifer interactions and as a tracer for a secondary recovery process in offshore oilfields via seawater injection. The 87Sr/86Sr ratio of present-day seawater is constant worldwide, while formation waters in hydrocarbon reservoirs have diverse values that are in most cases higher than those of modern seawater. This can be the basis for a natural tracer technique aiming at evaluating the performance of seawater injection processes in enhanced oil recovery by evaluating the 87Sr/86Sr ratio and the total Sr content of formation waters in the reservoir prior to injection, followed by monitoring these values in the produced water as injection proceeds. The objective of this study was to evaluate the feasibility of using a inductively coupled plasma mass spectrometer (ICP-MS) with a quadrupole system for this purpose, due to the widespread availability of this class of MS equipment. Accordingly samples of water from oilfield reservoirs and from groundwater were collected for measurement of the Sr content and of the 87Sr/86Sr ratio. Following sample pre-treatment and prior to isotope ratio mesurements, the solutions were submitted to Rb and Sr separation via cation-exchange to overcome isobaric interferences in the determination of strontium isotope ratios. Aiming at evaluating this method of separation, both the conventional Dowex AG50WX8-400 cation-exchange resin and commercial pre-packed columns filled with Sr resin were chosen. A Perkin-Elmer ELAN DRC-e spectrometer has been used for the measurements. The tests were performed using the Sr isotopic standard reference material NIST SRM 987 and external correction for mass discrimination. This work describes the methodology that was be used for the determination of variations in the isotopic composition of Sr in the water of reservoir and groundwater and presents the results obtained by determination of the 87Sr/86Sr. The precision required for using this ratio as a natural tracer for the detection of the injection water breakthrough at the production wells in oil reservoirs a fundamentally qualitative information, although a quite valuable one in oil reservoir management does not necessarily require high precision. Hence the study checked the applicability of the quadrupole based ICP-MS measurement the 87Sr/86Sr ratio in the water of reservoir and groundwater with the lowest achievable standards deviations. The results this study suggest that the 87Sr/86Sr ratio is a promising tool in oilfield reservoir and groundwater systems.

O titanato de estrôncio (SrTiO3) possui estrutura cristalina do tipo perovsquita. Materiais com este tipo de estrutura são utilizados para diversas aplicações, tais como, sensores, atuadores, em células a combustível de óxido sólido, entre outros. Devido as suas interessantes propriedades físicas, o SrTiO3 vem sendo intensamente estudado, em especial com a introdução de dopantes. Portanto, neste trabalho foi investigada a influência de diferentes teores de Ca (1; 2,5 e 5% mol) e Pr (0,025; 0,050; 0,075 e 1% mol) na microestrutura e propriedades elétricas e dielétricas do SrTiO3, assim como o material sem aditivos (puro). Os resultados mostram que após a sinterização do SrTiO3 puro, a microestrutura consiste de grãos poligonais com tamanho médio micrométrico, além de texturas lisas e rugosas. A condutividade elétrica das amostras sintetizadas sinterizadas a 1450 e 1500ºC é máxima para 2 horas de patamar. Apenas as amostras de SrTiO3 contendo 1% em mol de Ca apresentam fase única. O tamanho médio de grãos das amostras contendo 1% em mol de Ca é 10,65 ± 0,28 µm e para teores acima deste valor ocorre crescimento significativo dos grãos. As medidas de condutividade elétrica mostraram que as amostras contendo a adição de 1% em mol de Ca possuem maior condutividade dos grãos em relação ao material puro. Para as amostras contendo teores de até 0,075% mol de Pr, pode-se observar alguns grãos lisos e outros rugosos e não há variação considerável do tamanho médio de grãos. As amostras contendo menor teor de Pr (0,025% mol) apresentam maior condutividade dos grãos e contornos de grãos. As amostras de SrTiO3 sintetizado sinterizadas a 1450ºC/10 h apresentaram permissividade elétrica colossal em temperatura ambiente em altas frequências. / Strontium titanate (SrTiO3) exhibits cubic perovskite type crystalline structure at room temperature. Polycrystalline ceramics with this structure are potential candidates for a number of applications including sensors, actuators and in solid oxide fuel cells. Several properties of SrTiO3 are strongly dependent on addition of both donors and acceptors additives. Then, there is a growing interest for studying its properties as a function of type and concentration of additives. In this study, the effects of Ca (1, 2.5 and 5 mol%) and Pr (0.025 to 1 mol%) additions on microstructure and electric and dielectric properties of SrTiO3 were investigated. The microstructure of pure SrTiO3 consists of polygonal grains with average grain size in the micrometer range, and the electric conductivity is maximized after sintering for 2 h at 1450 and 1500ºC. Specimens containing 1 mol% Ca are single phase and the average grain size is 10.65 ± 0.28 µm, but for higher additive contents grain growth is observed. The electric conductivity of SrTiO3 with 1 mol% Ca is higher than that of the pure ceramic. Specimens containing Pr do not show significant grain growth, and the higher conductivity of grains and grain boundaries was achieved with 0.025 mol% Pr. Pure SrTiO3 sintered at 1450ºC for 10 h shows colossal dielectric permittivity (> 1.000) at room temperature, in contrast to specimens prepared with commercial powder (dielectric permittivity = 300), at high frequencies.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:35:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ANA PAULA VILELA.pdf: 1282511 bytes, checksum: c10f427abee56de534f400ed156c1831 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Periodontal disease (PD) can be characterized as a chronic inflammatory disease in which there is destruction of the supporting tissues of the tooth. In its pathogenesis, the presence of a biofilm triggers a local immune-inflammatory response, with the production of pro-inflammatory mediators and cellular activation; consequently bone reabsorption and collagen degradation. Regarding the therapy of PD constant academic studies have been conducted in the search for alternative treatment. In this context, strontium ranelate (SR), drug currently used in the treatment of osteoporosis, represents a study target since it has biological properties on the bone tissue, such as effective reduction of reabsorption and increase of bone neoformation. Thus, the objective of this study was to evaluate the effect of SR on alveolar bone loss induced by the ligation method in rats. In addition, the cardiovascular safety profile of SE was ensured by the evaluation of blood pressure, heart rate and vascular reactivity. For these purposes, 30 rats (Wistar / 200-300g) were divided into three groups (n = 10 animals / group): G1) Control Group - No ligature / No treatment (placebo, 0.9% NaCl, via gavage); G2) Ligature group - With ligature / No treatment (placebo, 0.9% NaCl, via gavage); G3) Group Ligature + Strontium Ranelate - With ligation / With treatment (RE, 625mg / kg / day, via gavage). Alveolar bone loss was induced by the ligature method and the experimental time was 15 days. After this period, the animals were submitted to: (1) Morphometric quantification of alveolar bone loss; (2) Histological measurement (picrosirius) of tissue collagen; (3) Total alkaline phosphatase serum dosage and (4) Evaluation of cardiovascular parameters (blood pressure, heart rate and vascular reactivity). Comparing the means between groups using the parametric ANOVA test, followed by Tukey post hoc, performed statistical analysis. The level of significance was 5%. In the group in which the animals received SE treatment (G3) there was a significant decrease in alveolar bone loss, accompanied by a preservation of the periodontal collagen fibers. In addition, the alkaline phosphatase total levels were elevated in the G3 group. No changes were observed in the cardiovascular parameters evaluated.Although, additional studies are required, the results demonstrate that strontium ranelate represents an effective and therefore promising drug in PD therapy, reducing alveolar bone loss and tissue collagen degradation. / A doença periodontal (DP) pode ser caracterizada como uma doença inflamatória crônica na qual há destruição dos tecidos de suporte do dente. Em sua patogênese, a presença de um biofilme desencadeia uma resposta imunoinflamatória local, com a produção de mediadores pró-inflamatórios e ativação celular, consequentemente reabsorção óssea e degradação do colágeno. Sobre a terapêutica da DP, constantes estudos acadêmicos têm sido realizados na busca por alternativas de tratamento. Neste contexto, o ranelato de estrôncio (RE), fármaco atualmente empregado na terapêutica da osteoporose, representa um alvo de estudo, uma vez que possui propriedades biológicas sobre o tecido ósseo, tais como diminuição efetiva da reabsorção e aumento da neoformação óssea. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito do RE sobre a perda óssea alveolar induzida pelo método da ligadura em ratos. Em acréscimo, o perfil de segurança cardiovascular do RE foi assegurado pela avaliação da pressão arterial, frequência cardíaca e reatividade vascular. Para estas finalidades, 30 ratos (Wistar / 200 - 300g) foram divididos em três grupos (n=10 animais/grupo):G1) Grupo Controle – Sem ligadura / Sem tratamento (placebo, NaCl 0,9%, via gavagem); G2) Grupo Ligadura – Com ligadura / Sem tratamento (placebo, NaCl 0,9%, via gavagem); G3) Grupo Ligadura + Ranelato de Estrôncio - Com ligadura / Com tratamento (RE, 625mg/kg/dia, via gavagem). A perda óssea alveolar foi induzida pelo método da ligadura e o tempo experimental foi de 15 dias. Após este período, os animais foram submetidos à: (1) Quantificação morfométrica da perda óssea alveolar; (2) Mensuração histológica (picrosirius) de colágeno tecidual; (3) Dosagem sérica de Fosfatase alcalina total e óssea e (4) Avaliação de parâmetros cardiovasculares (Pressão arterial, frequência cardíaca e reatividade vascular). A análise estatística foi realizada pela comparação das médias entre os grupos por meio do teste paramétrico de ANOVA, seguido de post hoc Tukey. O nível de significância foi de 5%. No grupo em que os animais receberam tratamento de RE (G3) houve uma diminuição significativa da perda óssea alveolar, acompanhada de uma preservação das fibras de colágeno do periodonto. Em acréscimo, os níveis de fosfatase alcalina total e óssea apresentaram-se elevados no grupo G3. Não foram observadas alterações nos parâmetros cardiovasculares avaliados. Embora estudos adicionais sejam necessários, o resultados demonstram que o ranelato de estrôncio representa um fármaco eficaz e portanto promissor na terapêutica da DP, reduzindo a perda óssea alveolar e degradação do colágeno tecidual.

O ranelato de estrôncio é uma droga encontrada nas farmácias com o nome de Protos®, sendo bastante consumida na forma de chás para o tratamento da osteosporose, uma patologia do tecido ósseo ligada ao metabolismo de reabsorção óssea e a produção de osteoblastos (células precursoras da matriz óssea). Sua estrutura inusitada apresenta um anel tiofeno com quatro grupos carboxílicos e um grupo nitrila, lembrando o complexante clássico EDTA. Essa semelhança inspirou o desenvolvimento desta tese, visando entender a química do íon ranelato na presença do estrôncio e outros íons metálicos, e dessa forma, obter indícios de como pode atuar ao nível molecular no organismo. Com esse objetivo, a molécula foi criteriosamente estudada baseada em espectroscopia (RMN, FTIR, Raman, EDX e Vis-UV), difração de raiosX de pó, espectrometria de massa, e modelagem molecular (MM+, ZINDO/S, DFT, TD-DFT). Ao longo do trabalho, observou-se que em meio ácido, sob exposição direta ao sol ou irradiação UV, havia a formação de uma coloração azul intensa, chamando a atenção para uma nova espécie, ainda não reportada na literatura. Esse produto mostrou ser bastante estável, particularmente sob luz solar, contrastando com a maioria dos corantes orgânicos convencionais. Os espectros de RMN e de massa indicaram a formação de um novo corante bistiofeno, envolvendo o desprendimento fotoquímico de CO2 via descarboxilação do grupo ligado ao carbono 5 do anel, seguido pela dimerização. Por outro lado, na presença de íons de ouro(III), o ranelato reage rapidamente produzindo suspensões vermelhas de nanopartículas de ouro, que permanecem estáveis por longo tempo, especialmente no caso dos sais de sódio e lítio. As reações ocorrem espontaneamente à temperatura ambiente, e a cinética foi investigada espectrofotometricamente variando a proporção ouro/ranelato (em mol) de 8:1 a 1:8. As partículas formadas foram monitoradas por microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução. Por analogia com o método de Turkevich, a reação parece envolver a oxidação do íon ranelato por AuIII, produzindo compostos com AuI e convertendo o grupo carboxilato em CO2. É possível que o AuI permaneça ligado covalentemente ao anel tiofeno, coordenando-se pelo átomo de carbono 5. Nessa forma, o composto pode iniciar a nucleação das nanopartículas por meio de reações redox sucessivas com as espécies AuIII existentes, e desproporcionamento de AuI em Au0 e AuIII. Em condições próximas da equimolar são formadas partículas esféricas, enquanto que com excesso de AuIII, partículas anisotrópicas foram observadas. No presente estágio, a química do íon ranelato ainda é muito incipiente, mas já é possível vislumbrar sua exploração em diversas áreas da química, indústria de corantes além de novas aplicações medicinais. / Strontium ranelate is a drug commercially available in Brazil as Protos®. It is widely consumed as tea infusions for the treatment of osteosporosis, a disease of the bone tissues related to the bone resorption and osteoblast replication. Its peculiar structure is composed by a central thiophene ring, exhibiting four carboxylate groups and a nitrile moiety, resembling the classical metal chelating agent EDTA. Such analogy inspired the present thesis, aiming the understanding of its chemistry in the presence of metal ions such as lithium, sodium and strontium, and expecting to provide some clues for its action in the organism. In this way, the molecule was extensively studied based on spectroscopy (NMR, FTIR, Raman, EDX and VisUV), powder X-ray diffraction, mass spectrometry, and molecular modeling methods (MM+, ZINDO/S, DFT and TD-DFT). In acidic solution, under direct solar or UV irradiation, a deep blue color was observed, calling our attention for its conversion into a new species not yet reported in the literature. This product was remarkably stable, particularly to sun light, in contrast to most conventional dyes. Our research based on NMR and mass spectra indicated the formation of a new bisthiophene dye, by the photochemical release of the carboxylate group bound at the C5 atom of the ring, followed by dimerization. On the other hand, in the presence of gold(III) ions, ranelate reacts rapidly yielding red nanoparticle suspensions which remain stable in the case of its sodium and lithium salts, but turning into blue and precipitating in the case of the strontium species. The reactions proceed spontaneously at room temperature and the kinetics were investigated spectrophotometrically by varying the ranelate/gold molar ratio from 8:1 to 1:8, and monitoring the generated nanoparticles by HRTEM. By analogy with the citrate method developed by Turkevich, the reaction seems to involve the oxidation of the ranelate ion by AuIII, yielding AuI species and converting carboxylate group into CO2. Presumably, the AuI ion remains covalently attached to the thiophene ring by coordinating to the C5 atom. In this way it can act as a nucleation center for the formation of nanoparticles by means of successive redox and disproportionation reactions with the remaining AuIII species. Under nearly equimolar conditions, spherical nanoparticles are preferentially formed. At high AuIII concentrations, formation of anisotropic gold nanoparticles is observed. The chemistry of the ranelate ions is yet at very beginning, but exciting perspectives can already be seen in chemistry, medicine and in dyes industry.

Neste trabalho estudou-se a influência da adição do SrO no comportamento varistor do TiO2. As concentrações utilizadas de SrO foram: 0,50, 1,00, 1,50 e 2,00 mol %. O processamento empregado foi o método convencional de mistura de óxidos, onde os reagentes foram submetidos ao moinho de bolas para homogeneização, utilizando PVA como agente plastificante. A sinterização, em forno convencional ocorreu nas temperaturas de 1200, 1300 e 1400oC durante 1 h com taxa de aquecimento e resfriamento de 5oC=min. Pelas imagens de MEV foi possível observar a evolução microestrutural das amostras com o aumento da temperatura de sinterização. Relacionando análises de MEV, densidade e dilatometria, foi possível se chegar a uma temperatura de sinterização considerada ideal para aplicação em sistemas varistores de 1400oC. Nas micrografias das amostras sinterizadas a 1400oC foi possível observar uma microestrutura com características morfológicas adequadas para varistores. Juntamente com a análise de EDS, acoplada ao MEV e mapeamento de raios X, identificou-se a presença de Sr na região do contorno de grão das amostras contendo 0,50 e 1,00 mol %, sendo que com a concentração de 1,00 mol % o Sr mostrou-se distribuído de maneira mais uniforme na região do contorno de grão. Para concentrações superiores a 1,00 mol %, ocorre a precipitação do Sr além do contorno de grão, a análise de EDS e mapeamento de raios X aponta além do Sr o O, indicando a formação de SrTiO3. As medidas elétricas em corrente contínua realizadas em temperatura ambiente apontam um melhor coeficiente não linear de 5,50 para composição contendo 1,00 mol % de SrO. Para o modelamento da barreira de potencial tipo Schottky foram realizadas medidas em CC (25 - 200oC), onde encontrou-se uma melhor relação altura/largura de barreira para a composição contendo 1,00 mol % de SrO, sendo proposto um modelo de barreira de potencial. Com as medidas em corrente alternada, foi possível identificar e mensurar a contribuição do grão e do contorno de grão. Também foi realizado tratamento em atmosfera oxidante, onde foi possível obter uma considerável melhora nas propriedades varistoras, a = 8,54, com a adsorção de O2 no contorno de grão. / In this work the influence of SrO in Varistor behavior of TiO2 is assessed. The used concentrations were SrO: 0.50, 1.00, 1.50 and 2.00 mol %. The applied process used conventional method of mixing oxides, where the reactants were subjected to a ball mill for homogenization using PVA as a plasticizer. The sintering was performed in conventional oven temperatures at the temperatures of 1200, 1300 and 1400oC for 1 h with heating and cooling rate of 5oC=min. From the SEM images, it is possible to identify the microstructural evolution of samples while the sintering temperature increases. Using SEM analysis, density and dilatometry, it is possible to obtain the optimal sintering temperature applied for varistors of 1400oC. In micrographs of the sintered samples at 1400oC it is identified a microstructure with suitable morphological characteristics for varistors. By the EDS analysis coupled to SEM X-ray mapping, is identified the presence of Sr in the grain boundary region samples containing 0.50 and 1.00 mol %, and the concentration of 1.00 mol % Sr appears to be more evenly distributed in the grain boundary region For concentrations higher than 1.00 mol %, the precipitation of Sr occurs beyond the grain boundaries, and the analysis of EDS X-ray mapping show points beyond Sr and O, indicating the formation of SrTiO3. The electrical measurements in DC held at room temperature showed an optical non linear coefficient of 5.50 for the composition containing 1.00 mol % of SrO. For the potential barrier modeling type Schottky, measures were carried out in DC (25 - 200oC) where a better height/width barrier was found with the composition containing 1.00 mol % of SrO, being proposed a potential barrier model. In alternating current measurements, it was possible to identify and evaluate the grain and grain boundary contribution. It was also performed treatment in an oxidizing atmosphere, where it was possible to obtain a considerable improvement in the varistor properties, a = 8.54, with adsorption of O2 in the grain boundary.