El objetivo de ésta tésis fue la caracterización y optimización de una planta piloto EDR IONICS Tipo Aquamite I, con dos etapas eléctricas y seis etapas hidráulicas, buscando las condiciones de funcionamiento para una máxima eficacia del dispositivo.

En esta memoria de Tesis Doctoral se presentan los resultados del estudio del efecto magnetocalórico y magnetovolúmico que se ha llevado a cabo en dos familias de compuestos ricos en Fe: aleaciones R2Fe17, sintetizadas en forma policristalina, y cintas amorfas de composición FeZrBCu. Estas aleaciones presentan transiciones magnéticas de segundo orden con temperaturas críticas en torno a temperatura ambiente. La serie de aleaciones R2Fe17 (con R = Y, Ce, Pr,…) ha sido sintetizada mediante la fusión de los diferentes elementos por horno de arco. Se ha determinado la estructura cristalina de estos compuestos mediante difracción de rayos x y de neutrones de alta resolución. Los compuestos de esta familia pueden cristalizar en dos tipos de estructuras cristalinas dependiendo de la tierra rara que se emplee: para las tierras raras ligeras (Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb y Dy) los compuestos que se han sintetizado son romboédricos tipo Th2Zn17, para las pesadas (Ho, Er, Tm y Lu) son hexagonales tipo Th2Ni17, mientras que el compuesto Y2Fe17 presenta ambas estructuras cristalinas. A partir de la termodifracción de neutrones se ha determinado la dependencia con la temperatura (T) tanto de los parámetros de malla como de los momentos magnéticos de cada sitio cristalogáficico. Existe una magnetostricción espontánea anisótropa, más pronunciada a lo largo del eje uniáxico, con independencia de la estructura cristalina que presente el compuesto. Más aún, se ha observado que la magnetostricción de volumen depende cuadráticamente con el momento total de la subred del Fe hasta temperaturas cercanas a la de Curie, TC. Experimentos de rayos x bajo alta presión han mostrado que existe una pequeña anisotropía en los compuestos romboédricos al comprimir la celda cristalográfica, puesto que es más fácil comprimirla en la dirección uniáxica. Ajustando la dependencia del volumen con la presión con una ecuación de estado de Birch-Murnaghan se han estimado los módulos de compresibilidad. También se ha estudiado el efecto magnetocalórico a partir de la dependencia de la imanación con el campo magnético a diferentes temperaturas, obteniéndose la variación de la entropía magnética (∆SM) con T y el campo magnético aplicado (H). En los compuestos ferrimagnéticos ∆SM (T,H) presenta un máximo a bajas temperaturas, asociado con un efecto magnetocalórico inverso, y un mínimo, asociado con un efecto directo, el cual ocurre a T ≈TC. En cambio, en los ferromagnéticos sólo existe el efecto directo. Para el caso especial del Ce2Fe17 aparecen dos mínimos, estando el de más alta temperatura asociado a la transición de segundo orden del estado ferromagnético al paramagnético, mientras que el de más baja temperatura es debido a una transición metamagnética. Se ha investigado la influencia que tiene la molienda mecánica en la microestructura de las aleaciones Pr2Fe17 y Nd2Fe17, así como los efectos de estas modificaciones en sus propiedades magnéticas. Mediante técnicas de difracción se ha determinado su estructura cristalina, la cual no se ve modificada tras el proceso de molienda. Sin embargo, sí se produce un cambio drástico en la microestructura debido a la rotura progresiva de granos cristalinos y la formación de partículas de tamaño nanoscópico, lo cual ha sido corroborado mediante la microscopía electrónica de barrido y de transmisión conjuntamente con la difracción. Conforme se incrementa el tiempo de molienda se produce una disminución del tamaño de partícula, y los granos presentan una dispersión de tamaños menor. Estas modificaciones en la microestructura tienen como resultado la aparición de una distribución de temperaturas de Curie, con el consiguiente ensanchamiento de la curva ∆SM(T), así como una disminución del valor máximo del cambio en la entropía magnética. Asimismo se han sintetizado diferentes compuestos pseudobinarios tipo AxB2-xFe17 (siendo A y B tierras raras y/o Itrio). En este caso, mezclando diversas tierras raras se puede controlar el valor de la temperatura de orden magnético alrededor de la temperatura ambiente. Dependiendo de las tierras raras empleadas, estos compuestos pueden presentar cualquiera de las dos estructuras cristalinas en las que cristaliza la familia R2Fe17. En los compuestos sintetizados la estructura cristalina es romboédrica (R3m), no habiéndose detectado la existencia de fase hexagonal mediante la difracción de neutrones ni de rayos x, dentro de los límites de detección. En el caso de las aleaciones amorfas tipo Nanoperm, FeZrBCu, las muestras se han obtenido en forma de cinta mediante la técnica de enfriamiento ultrarrápido. En estos compuestos, TC depende de la cantidad de Fe, por lo que se puede seleccionar la temperatura a la que se obtiene el máximo de l∆SM (T,H)l. Además, presentan una transición ferro-paramagnética que se extiende en un amplio rango de temperaturas, lo cual lleva asociado una curva l∆SM(T)l muy ancha. Definiendo la capacidad relativa de refrigeración de un material magnético como el producto de la anchura a mitad de altura de l∆SM (T,H)l por el valor máximo de l∆SM(T)l, se obtiene un valor alto, aún cuando el valor de │∆Speak M│es moderado, en comparación con los materiales que presentan una transición magnética de primer orden. Asimismo, se ha determinado ∆ SM en diferentes aleaciones de FeZrBCu para campos magnéticos entre 0 y 8 T, lo que permite discutir la existencia de un comportamiento común de la variación de la entropía magnética para los elementos esta familia. Por último, se han estudiado las propiedades magnetocalóricas resultantes de la combinación de dos cintas de distintas composiciones. El resultado más destacado es que se puede producir un incremento de la capacidad de refrigeración y, además, la aparición de un aplanamiento de la curva ∆SM(T) en un amplio rango de temperaturas.

La fabricació de cèl·lules solars de silici cristal·lí utilitzant les tècniques habituals de la microelectrònica sobre oblea és una tecnologia madura que presenta, com a principal inconvenient, l'alt cost dels dispositius obtinguts. La tecnologia de silici en capa prima es presenta com una bona alternativa per tal de minimitzar el cost ja que utilitza de l'ordre d'un factor 1000 menys de silici, i permet dipositar els dispositius sobre substrats barats i flexibles mitjançant processos roll to roll de producció contínua. Les cèl·lules solars de silici en capa prima presenten una zona d'absorció activa que sol estar entorn als 250 nm i a les 2 milimicres per el silici amorf (a-Si:H) i el microcristal·lí (mi-c-Si:H), respectivament. Aquests gruixos permeten una eficient col·lecció dels portadors però impossibiliten la completa absorció de la radiació solar de longitud d'ona superior als 650 nm. L'ús d'estructures reflectores combinades amb textures nanomètriques en les capes del dispositiu i/o al substrat s'utilitzen habitualment per tal de dispersar i confinar la llum dins les cèl·lules solars i reduir al màxim la quantitat de llum que s'escapa d'elles. L'objectiu d'aquest treball ha estat obtenir substrats plàstics per ésser utilitzats en cèl·lules solars en capa prima, flexibles, de baix cost, amb una textura òptima de cara al confinament òptic de la llum dins el dispositiu i compatibles amb el dipòsit de silici de qualitat. Textures molt eficients de cara al confinament de la llum ja es troben desenvolupades sobre vidre. Aquestes textures es solen aconseguir mitjançant el dipòsit a alta temperatura de capes metàl·liques (Ag o Al) o de capes d'òxid transparent conductor (TCO). L'estratègia que s'ha seguit per assolir l'objectiu del treball no ha estat intentar reproduir aquestes capes sobre plàstics, degut a les limitacions tèrmiques d'aquests, sinó comprovar la viabilitat de copiar aquest tipus de textures sobre la superfície d'un polímer mitjançant litografia d'estampació en calent (HEL). En aquesta tècnica s'escalfa el polímer per sobre la seva temperatura de transició vítrea i es pressiona, durant un cert temps, contra un motlle per tal d'obtenir el negatiu d'aquesta superfície sobre el polímer. El polinaftalat d'etilè (PEN) ha estat el polímer que s'ha decidit utilitzar en els tests d'estampació, i com a motlles s'han utilitzat superfícies amb textures aleatòries nanomètriques i micromètriques, així com també estructures regulars consistents en piràmides i línies. En aquest treball s'ha estudiat i comparat morfològica i òpticament les superfícies dels motlles i les mostres de PEN estampades que s'han obtingut utilitzant diferents condicions de temperatura, pressió i temps.L'estudi morfològic de les textures aleatòries nanomètriques s'ha dut a terme mitjançant microscòpia de forces atòmiques (AFM) i les textures més grans s'han estudiat amb microscòpia òptica interferomètrica o microscòpia electrònica de rastreig. Dins aquesta part destaca el sistema que s'ha desenvolupat per comparar quantitativament la morfologia de les superfícies dels motlles i les mostres de PEN amb rugositat aleatòria i nanomètrica mitjançant imatges d'AFM. Aquest permet comparar estadísticament les dimensions verticals i laterals de la textura de les seves superfícies.Els motlles i les mostres de PEN texturades s'han caracteritzat òpticament mesurant la quantitat de llum reflectida i dispersada en funció de l'angle amb una fina capa de plata sobre seu. Els resultats obtinguts s'han relacionat amb la morfologia de les mostres i s'ha intentat inferir l'efecte que aquestes textures tindrien en el confinament òptic de la llum dins les cèl·lules solars. Per acabar s'ha presentat les respostes espectrals mesurades per cèl·lules solars dipositades sobre alguns dels substrats de PEN que s'han fabricat en aquest treball. / The crystalline silicon solar cells production by means of the usual microelectronic techniques is a mature technology which presents as a main drawback its high cost. The thin film silicon solar cells technology is appearing as a good alternative in order to decrease the cost of the devices because it uses 1000 times less silicon, and it allows the devices on cheap and flexible substrates using roll to roll techniques. The aim of this work was to obtain cheap flexible plastic substrates compatible with the good quality silicon deposition process to be used in solar cells with and optimum roughness to increase the device current. Very efficient textures to optical confinement have already been developed on glass. These textures are usually obtained depositing metallic or transparent conducting oxides (TCO) layers at high temperatures. The growth of these layers on plastics is very difficult because of the high required temperature (~400 ºC). Thus, the strategy has been to transfer the textures on glass to the plastics foils by means of Hot Embossing Litography (HEL). In this technique, a master, the surface of which is to be transferred is put on the plastic. Next, the entirety is heated above the plastic glass temperature, what cause the polymer to soften, making it able to adopt the master surface when a force is applied to polymer-master set during a set time.The plastic used in the stamping tests has been the polyethylene naphtalate (PEN). Several random nanometric and micrometric roughness together with regular textures have been used as masters. In this work, the surfaces of the textured PEN obtained with different stamping conditions and masters have been studied and compared morphological and optically. Finally, amorphous silicon solar cells have been deposited on the best stamped PEN samples and the obtained current gains, in comparison with flat samples, have been analysed and related with the morphology of the substrates.

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-25Bitstream added on 2014-08-13T18:00:40Z : No. of bitstreams: 1 000756776.pdf: 1247387 bytes, checksum: e43f6ca86e670c147013bebeba65e0d7 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho tem como objetivo estudar os efeitos da variação de concentração do copolímero tri-bloco (Pluronic F127) no preparo de géis de sílica a partir de hidrólise ácida do tetraetilortosilicato (TEOS), através de suas características estruturais em estágios que vão desde o saturado (géis úmidos) até os estados secos do gel (aerogéis e xerogéis). O F127 é um polímero formador de micelas utilizado como impregnador de estrutura no processo de formação de poros em espécies de sílicas, pois a estruturação micelar do F127 pode determinar a formação de poros de diferentes tamanhos durante os processos de geleificação na hidrólise e policondensação para obtenção de corpos porosos, produzindo interessantes estruturas de sílicas porosas obtidas pelo método sol-gel. Os aerogéis de Sílica foram obtidos por secagem a pressão ambiente (APD) após sililação dos géis em fase úmida. O processo de sililação foi feito nos géis úmidos utilizando 20% em volume de hexametildisilazano (HMDZ) em n-hexano. As características estruturais de aerogéis obtidos por APD com diferentes adições de F127 foram estudadas após tratamento térmico a 300, 500, 700 e 900 ºC, através de análises de adsorção de nitrogênio e espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS). Adicionalmente xerogéis com as mesmas composições de F127 foram obtidos por envelhecimento em solução de NH4OH 0,1M e APD. Os géis úmidos apresentaram uma estrutura de fractal de massa com dimensão fractal D em torno de 2.1 e o tamanho característico do domínio fractal (ξ) vai de 9.05 para o gel preparado sem adição de F127 até valores que extrapolam o limite máximo experimental de 14,2 nm com o aumento da concentração de F127. Estes géis também exibem um estrutura que permeiam o fractal, os domínios da estrutura do fractal de massa principal dos géis úmidos. A partir da adsorção de nitrogênio obteve-se a superfície... / The present work aims to study the effects of varying the concentration of the copolymer tri-block (F127 Pluronic) in the preparation of silica gels from acid hydrolysis of tetraethylorthosilicate (TEOS), through its structural features in stages ranging from the saturated (wet gels) to dry gel state (aerogels and xerogels). The F127 is a micelle forming polymer as used in the impregnator structure of the pore-forming species-process silica because the micellar structure of F127 can determine the formation of pores of different sizes during the process of gelation on hydrolysis and polycondensation to obtain porous bodies, producing interesting structures of porous silica obtained by sol-gel method. Silica aerogels were obtained by ambient pressure drying (APD) after silylation of the gels in humid phase. The process of silylation was done in the wet gels using 20% by volume of hexamethyldisilazane (HMDZ) in n-hexane. Heat treatment at 300, 500, 700 e 900 ºC was performed in order to characterize. The structure of aerogels by APD with different compositions of F127. This characterization was carried out using nitrogen adsorption and small angle X-ray scattering techiniques. Additionally xerogels having the same compositions F127 were obtained by aging in a solution of 0.1 M NH4OH and APD. The wet gels showed a mass fractal structure with fractal dimension D around 2.1 and fractal characteristic size of the domain (ξ) goes from 9.05 for gel prepared without the addition of F127 to values that exceed the maximum experimental limit of 14.2 nm with increasing concentration of F127. These gels also exhibit a fractal structure that permeate the field of fractal structure of the main mass of wet gels. Nitrogen adsorption shows a specific surface area (SBET) for APD aerogels, which presented a value of around 800 m2/g to different concentrations of F127, the volume (Vp), the average length (lp) pores of aerogels increased more or less regular...

Orientador: Dimas Roberto Vollet / Banca: Antonio Tallarico Vicente Adorno / Banca: Fábio Simões de Vicente / Resumo: O presente trabalho estuda as características estruturais de géis de sílica preparados a partir da sonohidrólise do Tetraetilortosilicato (TEOS) em função de diferentes quantidades de álcool isopropílico (IPA), denominado conjunto de amostras A, e em função de diferentes quantidades de dimetilformamida (DMF), denominado conjunto de amostras B. Os géis são estudados desde o estágio saturado (gel úmido) até o estágio do gel seco (aerogel e xerogel) resultante da secagem a pressão ambiente. As caracterizações estruturais das amostras são realizadas através das técnicas de Termogravimetria (TG), densidade aparente, análise de distribuição de tamanho de poros e área superficial por adsorção de nitrogênio, e espalhamento de raios X a baixo ângulo (SAXS). A sonohidrólise foi realizada a partir de volumes constantes das misturas reagentes, mantendo-se a mesma razão molar água/TEOS para as diferentes adições de IPA do conjunto A e também a mesma razão molar água/TEOS para as diferentes adições de DMF do conjunto B. Géis úmidos produzidos a partir da estimulação ultrassônica do TEOS com aumento da quantidade de IPA (conjunto A) exibem uma estrutura de fractal de massa com dimensão fractal D em torno de 2,0 e com tamanho característico  do fractal de massa crescendo de 4,1 nm para 5,1 nm, quando a razão molar [IPA]/[TEOS] cresce de 0 para 10,8. Os géis do conjunto B exibem uma estrutura fractal de massa com dimensão fractal D em torno de 2,2 e com  decrescendo de 9,2 nm para 7,8 nm quando a razão molar R = [DMF]/[TEOS] cresce de 0 para 4. Aerogéis foram obtidos após lavagem dos géis úmidos de ambos os conjuntos com IPA, para remoção de resíduos provenientes da sonohidrólise, e depois imersos em solução de trimetilclorosilano (TMCS) em álcool isopropílico, para modificação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work studies the structural characteristics of silica gels prepared from the sonohydrolysis of tetraetoxisilane (TEOS) as a function of different amounts of isopropyl alcohol (IPA), which will be called the set of samples A, and for different amounts of dimethylformamide (DMF) , which will be called set of samples B. The gels are studied from the saturated stage (wet gel) until the stage of dry gel (xerogel and aerogel) that results from a drying process at ambient pressure. The samples are characterized by Termogravimetry (TG), apparent density, surface area and pores size distribution by nitrogen adsorption, and small-angle X-ray scattering (SAXS). The sonohydrolysis was carried out from reagent mixtures with constant volumes, keeping the same water/TEOS molar ratio for different additions of IPA in the set A and also the same water/TEOS molar ratio for different additions of DMF in the set B. Wet gels produced from the ultrasonic stimulation of TEOS with increasing the quantity of IPA (set A) exhibit a structure of fractal mass with fractal dimension D around 2.0 and with characteristic size  growing from 4.1 nm to 5.1 nm, when the [IPA]/[TEOS] molar ratio increases from 0 to 10,8. The gels of the set B exhibit a structure of fractal mass with fractal dimension D around 2.2 and with  decreasing from 9.2 nm to 7.8 nm when increasing the molar ratio R =[DMF]/[TEOS] from 0 to 4. Aerogels were obtained after washing the wet gels from both sets with IPA, to remove wastes from the sonohydrolysis, and then immersing them in a solution of trimethylchlorosilane (TMCS) in isopropyl alcohol, for the silica surface modification (silylation), and finally in pure isopropyl alcohol. The drying process narrows the range of characteristic lengths  of the original structure of fractal mass of the wet gels, however, it does not change... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Dario Antonio Donatti / Banca: Fábio Simões de Vicente / Banca: Ivan de Oliveira / Resumo: A incorporação de nanopartículas em matrizes híbridas produz materiais com grande potencial para aplicações em diversas áreas de estudo. Na óptica, sua funcionalidade surge quando elétrons confinados em estruturas tridimensionais nanométricas são excitados. Em princípio, esses materiais exibem nível de energia discreto, apresentando picos estreitos no espectro de absorção. Tal comportamento torna-os atrativos para óptica não-linear e aplicações eletro-ópticas. Neste trabalho, o processo sol-gel foi utilizado para a síntese de nanocompósitos contendo CuCl ou CuBr. Cu2O, HBr e HCl foram utilizados como precursores para os CuBr e CuCl, e a matriz Orgânica/Sílica foi preparada a partir dos alcóxidos 3-glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTS) e Tetraetilortosilicato (TEOS). As amostras foram preparadas na forma de filmes finos depositados sobre lâminas de vidro, utilizando a técnica Dip-Coating. Após a secagem, as amostras foram tratadas num forno convencional e/ou expostas à radiação UV utilizando uma luz negra comercial. A espectroscopia de absorção UV-VIS permitiu identificar estreitas bandas de absorção, bem como sua variação. O espectro de absorção (UV-VIS) registrou à temperatura ambiente picos em 418 e 399 nm para as nanopartículas de CuBr e a 376 e 380 nm para as nanopartículas CuCl, correspondente aos excitons Z1,2 e Z3 respectivamente. Comportamento semelhante foi relatado na literatura / Abstract: The incorporation of nanoparticles in hybrid matrices has produced materials with great potential for applications in many fields of study. In optics, its functionality arises when electrons confined in nanometric three-dimensional structures are excited. At first, these materials exhibit discrete energy level, with sharp peaks in the absorption spectrum. Such behavior makes them attractive to non-linear optical and electro-optical applications. In this work, the sol-gel process was used for the synthesis of nanocomposite containing CuCl or CuBr. These complexes decompose during thermal or ultraviolet treatment, and form copper halide nanoparticles. Cu2O, HCl and HBr were used as precursors for the CuBr and CuCl, and the organic matrix/silica was prepared from alkoxides of 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTS) and tetraethylorthosilicate (TEOS). The samples were made in the form of thin films deposited on glass slides using the dip-coating technique. After drying, they were treated in a conventional oven and/or exposed to UV radiation using a commercial black light. The UV-VIS absorption spectrum allowed to identify narrow absorption bands, such as its variation. The absorption spectrum (UV-Vis) recorded at room temperature showed peaks at 418 and 399 nm CuBr nanoparticles and 376 and 380 to CuCl nanoparticles corresponding to the excitons Z1,2 and Z3 respectively. Similar behavior has been reported in the literature / Mestre

Orientador: Dario Antonio Donatti / Banca: Alexandre Mesquita / Banca: Agnaldo Freschi / Abstract: The Sol-Gel Process has been used for the preparation of vitreous or vitreous-ceramic materials from the hydrolysis and polycondensation reactions of metal alkoxides. The overall reaction of the process involves the hydrolysis reaction and the polycondensation reaction of the siloxanes, followed by gelling, aging and drying of the gels. To preserve the structural properties of wet gels, the drying can be carried out by hypercritical processes, by the introduction of hydrophobic agents, or even by sublimation of the remaining solvents of the hydrolysis and polycondensation reactions. When the drying is performed by hypercritical process, the material obtained is known as Aerogel. The method consists of making the exchange of remaining solvent hydrolysis and polycondensation reactions by a solvent that can be extracted by hypercritical process. In our case, the hybrid silica samples were prepared by Sol-Gel Process using the alkoxides 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and Tetraethoxisilano in molar ratio of 4:1. Hydrolysis of the system was promoted in acidic medium due to the addition of the 3 different hydrochloric, or nitric, or hydrobromic acids. After completion of the hydrolysis reaction, the solutions, which are called Sol, were packed in containers and kept in an oven at 40° C for gelling and aging. Solvent exchange was carried out by Ethanol, followed by liquid CO2 in an autoclave specially developed for the process and its extraction performed at higher tem... (Complete abstract click electronic access below) / Resumo: O Processo Sol-Gel tem sido utilizado para a preparação de materiais vítreos ou vítreo-cerâmicos a partir das reações de hidrólise e policondensação de alcoóxidos metálicos. A reação global do processo envolve a reação de hidrólise e policondensação dos siloxanos, seguido de gelificação, envelhecimento e secagem dos géis. Para preservar as propriedades estruturais dos géis úmidos, a secagem pode ser realizada por processos hipercríticos, ou pela introdução de agentes hidrofóbicos, ou até mesmo por sublimação dos solventes remanescentes das reações de hidrólise e policondensação. Quando a secagem é realizada por processo hipercrítico, o material obtido é conhecido como Aerogel. O método consiste em fazer a troca dos solventes remanescentes das reações de hidrólise e policondensação por um solvente que possa ser extraído por processo hipercrítico. No nosso caso, as amostras híbridas de sílica foram preparadas via Processo Sol-Gel utilizando os alcoóxidos 3-Glicidoxipropiltrimetoxisilano e Tetraethoxisilano na relação molar de 4:1. A hidrólise do sistema foi promovida em meio ácido pela adição de 3 diferentes ácidos Clorídrico, ou Nítrico, ou Bromídrico. Após o término da reação de hidrólise, as soluções, que recebem o nome de Sol, foram acondicionadas em recipientes e mantidas em estufa a 40 °C para gelificação e envelhecimento. A troca dos solventes foi realizada por Etanol, seguida de CO2 líquido em autoclave especialmente desenvolvida para o processo e sua extração... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-08-21T13:15:00Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3928860 bytes, checksum: 8dedb83b8bd341b4e04fc3b3fb3dabcf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-21T13:15:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3928860 bytes, checksum: 8dedb83b8bd341b4e04fc3b3fb3dabcf (MD5) Previous issue date: 2017-03-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O estudo da matéria ativa tem atraído grande interesse na atualidade. Em especial, a chamada matéria “ativa viva” vem sendo largamente estudada em razão dos padrões e/ou interações que são responsáveis por orientar e coordenar diversos processos, tais como, a cicatrização de feridas, a formação de tumores, a aglomeração de bactérias/células, entre outros. Todos estes esforços visam compreender tais fenômenos emergentes e auto-organizados que poderão ser usados na prevenção e no combate de diversos males, no desenvolvimento de novos materiais, processos de produção de energia e transporte de ma- téria.O presente projeto de pesquisa teve como objetivo caracterizar quantitativamente a migração coletiva de células MDCK in vitro. Ele foi dividido em duas frentes de trabalho: a primeira consistiu em produzir e estudar amostras de células MDCK cultivadas com diversas densidades. A segunda frente de trabalho consistiu em simular alguns modelos teóricos, como o proposto por Vicsek et al. [1] e algumas de suas variações, afim de com- preender alguns dos resultados obtidos experimentalmente. A partir deste trabalho foi possível mostrar que células MDCK em cultura podem exibir uma caminhada anômala, levando a um regime de difusão que passa por estágio subdifusivos e superdifusivos, em alguns casos esta mudança ocorria em mais de uma vez. Além disso, podemos observar que em algumas densidades as velocidades das células só se correlacionam para pequenas distâncias, uma vez que elas tendem a formar aglomerados com poucas células, em sua grande maioria duas células. A partir de modelos simples foi possível obter alguns resultados semelhantes aos experimentais, como por exemplo, uma distribuição de velocidade tipo q-weibull, com correlação de velocidade somente entre vizinhos próximos. / The study of active matter has attracted great interest in the present time. In particular, the so-called “living active” matter has been widely studied because of the patterns and/or interactions that are responsible for guiding and coordinating various processes, such as wound healing, tumor formation and aggregation of bacteria/cells, among others. All these efforts are aimed at understanding such emerging and self-organized phenomena that can be used in the prevention and combat of various pathologies, in the development of new materials or processes of energy production and transport of matter.The present research project aimed to quantitatively characterize the collective migration of in vitro MDCK cells. It was divided into two work fronts: the first consisted of producing and studying samples of MDCK cells cultured at various densities. The second work front was to simulate some theoretical models, such as that proposed by Vicsek et al. [1], and some of its variations, to understand part of the results obtained experimentally.From this work was possible to show that MDCK cells in culture can exhibit an anomalous motility, leading to a diffusion regime that undergoes subdifusive and superdiffusive stages and that in some cases, inter changed between then more than once. Furthermore, we can observe that in some densities the cell velocities only correlate to small distances, since they tend to form agglomerates with few cells, mostly two cells. From simple models it was possible to obtain some results similar to the experimental ones. For example, q-Weibull speed distributions, with velocity correlations only between close neighbors were generated.

Submitted by AMANDA PASQUOTO PERISSINOTTO null (amandap@rc.unesp.br) on 2016-02-17T12:33:22Z No. of bitstreams: 2 DissertaçãoAmandaok.pdf: 4083559 bytes, checksum: 7362f582721fdb5515688043eff181ca (MD5) DissertaçãoAmandaok.pdf: 4083559 bytes, checksum: 7362f582721fdb5515688043eff181ca (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-02-17T13:06:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 perissinotto_ap_me_rcla.pdf: 4083559 bytes, checksum: 7362f582721fdb5515688043eff181ca (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-17T13:06:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 perissinotto_ap_me_rcla.pdf: 4083559 bytes, checksum: 7362f582721fdb5515688043eff181ca (MD5) Previous issue date: 2016-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho foi estudar as características estruturais em géis úmidos de sílica preparados a partir da hidrólise ácida de Tetraetilortosilicato (TEOS) com adições do surfactante aniônico Dodecil Sulfato de Sódio (SDS). O surfactante foi removido após a gelificação. Os géis úmidos exibem uma estrutura fractal de massa com dimensão fractal de massa D (típicamente em torno de 2,25) numa escala de comprimentos que se estende desde o tamanho característico ξ (geralmente em torno de 10 nm) do domínio do fractal de massa até um tamanho característico a0 (típicamente entre 0,3 - 0,4 nm) da partícula primária que constituí o domínio fractal. ξ aumenta enquanto que D e a0 diminuem ligeiramente com o aumento da quantidade de SDS. Aerogéis SCD com superfície específica típica de 1000 m2 /g e massa específica aparente de 0,20 g/cm3 foram obtidos por secagem supercrítica (SCD) dos géis úmidos depois da lavagem com etanol. O volume de poros e o tamanho médio de poros aumentaram com o aumento da quantidade de SDS. Os aerogéis SCD preservaram a maior parte das características do fractal de massa dos géis úmidos originais em larga escala de comprimento e exibiram num nível de resolução em torno de 0,7 nm uma mudança („crossover‟) para uma estrutura de fractal de massa e superfície, com dimensão aparente de fractal de massa Dm ~ 2,4 e dimensão de fractal de superfície Ds ~ 2,6, conforme concluído a partir dos dados de espalhamento de raios-X à baixo angulo (SAXS) e adsorção de Nitrogênio. Aerogéis hidrofóbicos secos a pressão ambiente (APD) apresentaram superfície específica típica de 800 m2 /g e massa específica aparente de 0,20 g/cm3 e foram obtidos após sililação dos precursores géis úmidos com uma mistura de Hexametildisiloxano (HMDSO) e Trimetilclorosilano (TMCS). O volume de poros e o tamanho médio de poros dos aerogéis APD aumentaram com o aumento da quantidade de SDS. Os aerogéis APD preservaram a maior parte das características do fractal de massa do precursor gel úmido em larga escala de comprimento. O raio de giração dos clusters dos aerogéis APD (tipicamente 17 nm) aumentou com o aumento da quantidade de SDS, enquanto que o raio da partícula primária de sílica (tipicamente 2,0 nm) aumentou com a primeira adição de SDS (em relação à amostra sem SDS) e depois diminuiu regularmente com o aumento da quantidade de SDS. A partícula primária apresentou ainda alguma heterogeneidade interna e uma interface do contorno difuso com espessura em torno de 0,7 nm, de acordo com o modelo de gradiente linear para o contorno difuso. / This work aims to study the structural characteristics of silica wet gels prepared from hydrolysis of Tetraethoxysilane (TEOS) with additions of the anionic surfactant Sodium Dodecyl-Sulfate (SDS). The surfactant was removed after gelation. Wet gels exhibited massfractal structure with mass-fractal dimension D (typically around 2.25) in a length scale extending from a characteristic size ξ (typically about 10 nm) of the mass-fractal domains to a characteristic size a0 (typically between 0.3 - 0.4 nm) of the primary particles building up the fractal domains. ξ increased while D and a0 diminished slightly as the SDS quantity increased. Aerogels with typical specific surface of 1000 m 2 /g and density of 0.20 g/cm3 were obtained by supercritical drying (SCD) of the wet gels after washing with ethanol and n-hexane. The pore volume and the mean pore size increased with the increase of the SDS quantity. The aerogels presented most of the mass-fractal characteristics of the original wet gels at large length scales and exhibited at a higher resolution level at about 0.7 nm a crossover to a masssurface fractal structure, with apparent mass-fractal dimension Dm ~ 2.4 and surface-fractal dimension Ds ~ 2.6, as inferred from small-angle X-ray scattering (SAXS) and Nitrogen adsorption data. Hydrophobic ambient pressure drying (APD) aerogels with typical specific surface of 800 m2 /g and bulk density of 0.20 g/cm3 were obtained after silylation of the precursor wet gels with a mixture of Hexamethyldisiloxane (HMDSO) and Trimethylchlorosilane (TMCS). The pore volume and the mean pore size of the APD aerogels increased with increasing the SDS quantity. APD aerogels presented most of the mass-fractal characteristics of the precursor wet gels at large length scales. The radius of gyration of the clusters of the APD aerogels (typically 17 nm) increased with increasing the SDS quantity, while the radius of the silica primary particles (typically 2.0 nm) increased at first with the addition of SDS (with respect to the sample without SDS) and decreased regularly afterward with increasing the SDS quantity. The primary particles presented yet some internal inhomogeneity and a diffuse-boundary interface with thickness of about 0.7 nm, according to a linear-gradient model for the diffuse boundary.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-01-27Bitstream added on 2014-06-13T19:53:20Z : No. of bitstreams: 1 000760114.pdf: 1996873 bytes, checksum: 321cef3c84b3cd75bb92e9479007fbd7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O presente trabalho avalia o comportamento fotocrômico do heteropoliânion ácido 12-fosfotúngstico (HPW), dopante da matriz híbrida de Sílica, GPTS:TEOS. O efeito fotocrômico (EF) é dado pelo fotoescurecimento de uma espécie química, promovido por radiação eletromagnética, no caso o ultravioleta (UV), seguido do clareamento, depois de cessada a radiação. Este processo reversível é recorrente da oxi-redução eletrônica gerada no HPW. A matriz de Sílica (Dióxido de Silício) funcionalizada foi preparada a partir da hidrólise na mistura de Tetraetoxisilano (TEOS) e 3-Glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTS), importantes componentes que promovem grande valor de maleabilidade e suporte estrutural, devido a formações características dos aglomerados de grupos epóxi, presente no GPTS. As amostras foram obtidas a partir do processo Sol-Gel na forma de filmes finos em substrato de vidro por dip-coating (imersão/emersão controlada) e Xerogéis monolíticos, sem substrato, formados através da evaporação dos solventes envolvidos neste processo. A secagem à pressão ambiente e temperatura fixa em 80 °C permitiu uma boa produção de amostras e análises de absorção óptica e do comportamento térmico em relação às constantes de tempo no fotocromismo de filmes. Bandas com picos em 484 nm e 741 nm formaram-se dando uma coloração azul escura à amostra inicialmente incolor. A reversibilidade do fenômeno aconteceu em ambiente escuro e na presença de O2. Os solventes usados no processo de dopagem agiram de diferentes formas, elevando a absorção óptica de uma amostra em relação à outra após 50 dias mantidas a 40 °C: pode-se relacionar um efeito mais escuro (aumento de 59% na absorção) em filmes dopados com HPW dissolvidos por Tetrahidrofurano (THF) enquanto filmes dopados com HPW dissolvidos por Etanol Absoluto (EtOH) aumentaram seus níveis de absorção em 29%, ambos com a mesma concentração do cromóforo na... / This work evaluates the photochromic effect of the heteropolyacid 12-phosphotungstic acid (PWA) when allied to GPTS:TEOS, a hybrid Silica matrix. The Photochromic Effect is given by the photodarkening of a chemical specie, promoted by electromagnetic radiation, in this case UV, followed by a thermal bleaching, after ceased UV exposition. This reversible process occurs from an electronic oxi-reduction generated in PWA. Functionalized silica (Silicon dioxide) were prepared by hydrolysis on the mixture of Tetraethylorthosilicate (TEOS) and 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTS), important components involved in this process, given their capacity on the development of great bulk value materials and structural support, promoted by the functionalized silica agglomerates formation, due to the epoxy group from GPTS. Samples were fabricated by the Sol-Gel process, on the form of thin films on glass substrates by dip-coating (controlled immersion) and also monolithic Xerogels, no substrates, formed by the evaporation of the solvents involved at the process. The ambient pressure drying and fixed temperature at 80 °C allowed a good sample production and analysis such as optical absorbance and thermal behavior in relation to film photochromism time-constants. Bands with peaks at 484 nm and 741 nm were formed giving a bluish coloring to the sample, initially colorless. The reversibility on the phenomena, happened in a dark ambient and in the presence of O2. The solvents used on the doping process acted differently in comparison, elevating optical absorbance of one sample compared to the other after 50 days at 40°C: we relate a darker effect (absorption increase of 59%) on films doped with HPW solved in Tetrahydrofunran (THF) while the films doped with HPW solved in Ethanol (EtOH) had the absorption levels increased by 29%, both with same concentration of the chromophore in solution. Transmittance measures in a determined band wavelength (emission...