coordenadoria de aperfeiÃoamento de pessoal de ensino superior / Estudamos por meio de simulaÃÃes de Monte Carlo e anÃlises de escala de tamanho finito as transiÃÃes de fase que os modelos do votante majoritÃrio e do processo de contato descrevem em redes de Kleinberg. Tais estruturas sÃo construÃdas a partir de uma rede regular onde conexÃes de longo alcance sÃo adicionadas aleatoriamente seguindo a probabilidade Pij ~ r&#945;, sendo rij a distÃncia Manhattan entre dois nÃs i e j e o expoente &#945; um parÃmetro de controle [J. M. Kleinberg, Nature 406, 845 (2000)]. Nossos resultados mostram que o comportamento coletivo desses sistemas exibe uma transiÃÃo de fase contÃnua, do tipo ordem-desordem para o votante majoritÃrio e ativo absorvente para o processo de contato, no parÃmetro crÃtico correspondente. Tal parÃmetro à monotÃnico com o expoente &#945;, sendo crescente para o votante majoritÃrio e decrescente para o processo de contato. O comportamento crÃtico dos modelos apresenta uma dependÃncia nÃo trivial com o expoente &#945;. Precisamente, considerando as funÃÃes de escala e os expoentes crÃticos, concluÃmos que os sistemas passam pelo fenÃmeno de crossover entre duas classes de universalidade. Para &#945; &#8804; 3, o comportamento crÃtico à descrito pelos expoentes de campo mÃdio enquanto que para &#945; &#8805; 4 os expoentes pertencem à classe de universalidade de Ising 2D, para o modelo do votante majoritÃrio, e à classe da percolaÃÃo direcionada no caso do processode contato. Finalmente, na regiÃo 3< &#945; <4 os expoentes crÃticos variam continuamente com o parÃmetro &#945;. Revisamos o processo de contato simbiÃtico aplicando um mÃtodo alternativo para gerarmos estados quase estacionÃrios. Desta forma, realizamos simulaÃÃes de Monte Carlo em grafos completos, aleatÃrios, redes espacialmente incorporadas e em redes regulares. Observamos que os resultados para o grafo completo e redes aleatÃrias concordam com as soluÃÃes das equaÃÃes de campo mÃdio, com a presenÃa de ciclos de histerese e biestabilidade entre as fases ativa e absorvente. Para redes regulares, comprovamos a ausÃncia de biestabilidade e comportamento histerÃtico, implicando em uma transiÃÃo de fase contÃnua para qualquer valor do parÃmetro que controla a interaÃÃo simbiÃtica. E por fim, conjecturamos que a transiÃÃo de fase descrita pelo processo de contato simbiÃtico serà contÃnua ou descontÃnua se a topologia de interesse estiver abaixo ou acima da dimensÃo crÃtica superior, respectivamente. / We study through Monte Carlo simulations and finite-size scaling analysis the nonequilibrium phase transitions of the majority-vote model and the contact process taking place on spatially embedded networks. These structures are built from an underlying regular lattice over which long-range connections are randomly added according to the probability, Pij ~ r&#945; , where rij is the Manhattan distance between nodes i and j, and the exponent &#945; is a controlling parameter [J. M. Kleinberg, Nature 406, 845 (2000)]. Our results show that the collective behavior of those systems exhibits a continuous phase transition, order-disorder for the majority-vote model and active-absorbing for the contact process, at a critical parameter, which is a monotonous function of the exponent &#945;. The critical behavior of the models has a non-trivial dependence on the exponent &#945;. Precisely, considering the scaling functions and the critical exponents calculated, we conclude that the systems undergoes a crossover between distinct universality classes. For &#945; &#8804; 3 the critical behavior in both systems is described by mean-field exponents, while for &#945; &#8805; 4 it belongs to the 2D Ising universality class for majority-vote model and to Directed Percolation universality class for contact process. Finally, in the region where the crossover occurs, 3< &#945; <4, the critical exponents vary continuously with the exponent &#945;. We revisit the symbiotic contact process considering a proper method to generate the quasistatiorary state. We perform Monte Carlo simulations on complete and random graphs that are in accordance with the mean-field solutions. Moreover, it is observed hysteresis cycles between the absorbing and active phases with the presence of bistable regions. For regular square lattice, we show that bistability and hysteretic behavior are absence, implying that model undergone a continuous phase transition for any value of the parameter that controlled the symbiotic interaction. Finally, we conjecture that the phase transition undergone by the symbiotic contact process will be continuous or discontinuous if the topology considered is below or above of the upper critical dimension, respectively.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Um formalismo da funÃÃo de Green à usado para calcular o espectro de excitaÃÃes associadas com uma impureza magnÃtica localizada intersticialmente em diferentes estruturas ferromagnÃticas descritas pelo modelo de Ising e de Heisenberg. No capÃtulo 3, descrevemos um ferromagneto de rede cÃbica simples semi-infinita atravÃs do modelo de Ising. Neste caso, as excitaÃÃes nÃo-ressonantes (isto Ã, os modos de defeito fora da regiÃo das ondas de spin de volume e de superfÃcie) e as excitaÃÃes ressonantes (os modos de defeito dentro da regiÃo das ondas de spin de volume) sÃo calculadas numericamente para a fase de alta-temperatura. Duas situaÃÃes sÃo analisadas, dependendo da posiÃÃo da impureza em relaÃÃo a seus vizinhos: a impureza està na superfÃcie; a impureza està na regiÃo de volume. Nos demais capÃtulos, usamos o modelo de Heisenberg/Ising (onde passamos do modelo de Heisenberg para o de Ising atravÃs do controle de um parÃmetro) para descrever os seguintes sistemas: ferromagneto de rede quadrada infinita (capÃtulo 4), ferromagneto de rede quadrada centrada infinita (capÃtulo 5), ferromagneto de rede cÃbica de corpo centrado infinita (capÃtulo 6) e rede favo de mel infinita (capÃtulo 7), todos contendo uma impureza magnÃtica localizada intersticialmente. Nos trÃs primeiros casos, sÃo calculados apenas os modos de defeito acima da banda de volume do material puro (modos Ãpticos). No capÃtulo 7, sÃo analisados apenas os modos de defeito abaixo da banda de volume do material puro (modos acÃsticos).

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / No sÃculo XXI a humanidade produziu mais novos dados (informaÃÃes) do que em toda sua histÃria. Entender a natureza dos diversos sistemas que geram essa abundÃncia de dados se tornou um dos grandes desafios desse sÃculo. Uma forma de analisar formalmente esses grandes bancos de dados à empregando a teoria da informaÃÃo desenvolvida por Claude Shannon. Essa teoria permite, usando o princÃpio da mÃxima entropia, encontrar as distribuiÃÃes de probabilidades que melhor descrevem os comportamentos coletivos desses sistemas. Nessa dissertaÃÃo, discutimos a possibilidade de usar modelos tipo Ising para descrever observaÃÃes de sistemas reais. Devido a suas limitaÃÃes, empregar o modelo de Ising implica em supor que os elementos que constituem o sistema real sà podem estar em dois estados, por exemplo ativo ou inativo. AlÃm disso, o modelo de Ising da conta apenas de interaÃÃes entre pares de elementos e desconsidera a possibilidade de interaÃÃes entre grupos maiores de elementos. Como discutiremos, mesmo com essas limitaÃÃes tal modelo pode descrever bem resultados observados em alguns sistemas naturais, como por exemplo redes de neurÃnios. Especificamente, discutiremos resultados de trabalhos anteriores que mostram que usando apenas as mÃdias de atividade de cada neurÃnio e a correlaÃÃo entre os mesmo, usando a teoria de Shannon, observa-se que os estados visitados pela rede seguem à distribuiÃÃo de Ising. Para testar a aplicabilidade desse mÃtodo em diversos sistemas geramos dados sintÃticos, obtidos de modelos tipo Ising em trÃs situaÃÃes: ferromagnÃtico, anti-ferro e vidro de spins (spin glass). NÃs chamamos o sistema que gera os dados sintÃticos de sistema subjacente. Usamos mÃtodos de maximizaÃÃo de entropia para tentar construir sistemas modelos que consigam reproduzir as mÃdia e correlaÃÃes observadas nos dados sintÃticos. Dessa forma, verificamos em que situaÃÃes nossos mÃtodos conseguem de fato gerar um sistema modelo que reproduza o sistema subjacente que gerou os dados. Esses resultados podem estabelecer um limite de aplicabilidade para a tÃcnica discutida.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The unit of sugar and base connected by a N-&#946;-glycosyl linkage is named a nucleoside. In the present work the nucleoside thymidine, whose molecular formula is C10N2O5H14, was studied by Raman spectroscopy, subjecting it extreme conditions of pressure and temperature, as well as X ray diffraction measurements. An auxiliary analysis of normal crystal vibration modes was performed using first principles calculations using the B3LYP functional together with the Gaussian bases 6-31G+(d) and potential energy distribution analysis (PED). These results, together with literature data and Raman spectroscopy measurements in several thymidine scattering geometries, allowed the identification of the various normal modes of crystal vibration. X-ray diffraction experiments were performed in the temperature range between 83 and 413 K. Experiments of Raman spectroscopy under extreme temperature conditions (20 to 380 K) were performed in the spectral range of 20 to 3400 cm-1. From the analysis of the results, it is possible to draw some conclusions. (i) The thymidine crystal remained stable throughout the investigated temperature range, indicating that the temperature effect is not sufficient to modify the hydrogen bonds present between the molecules in such a way as to modify the symmetry of the crystal. (ii) The material studied showed some slight changes in the vibrational spectra in the experiment performed at low temperatures, suggesting, if not a structural phase transition, at least some conformational modification of the thymidine molecules. Raman spectra of thymidine crystal were obtained for pressures up to 5.0 GPa in a diamond anvil cell. The results show the presence of anomaly in the Raman spectrum at pressures close to 3.0 GPa. This anomaly is characterized by disappearance of lattice modes, appearance of some internal modes, splitting of high wavenumbers modes, downshift of modes associated with hydrogen bonds, changes in the intensity of internal modes and discontinuities of the slopes of the wavenumbers versus pressure for several Raman modes. This set of modifications was interpreted as consequence of a phase transition undergone by thymidine close to 3.0 GPa. Further, decompression to atmospheric pressure generates the original Raman spectrum, showing that the pressure-induced phase transition undergone by thymidine crystals is reversible. A comparison with results on other nucleosides submitted to high pressure is also furnished. / Quando a pentose (glicose) e uma base nitrogenada unem-se por meio de uma ligaÃÃo N-&#946; glicosÃdica forma-se uma molÃcula denominada de nucleosÃdeo. No presente trabalho o nucleosÃdeo timidina, cuja fÃrmula molecular à C10N2O5H14, foi estudado atravÃs de espectroscopia Raman, submetendo-o a condiÃÃes extremas de pressÃo e de temperatura, alÃm de medidas de difraÃÃo de raios X. Uma anÃlise auxiliar a respeito dos modos normais de vibraÃÃo do cristal foi realizada atravÃs de cÃlculos de primeiros princÃpios utilizando-se o funcional B3LYP em conjunto com as bases gaussianas 6-31G+(d) e anÃlise de distribuiÃÃo de energia potencial (PED). Esses resultados, juntamente com dados da literatura e medidas de espectrocopia Raman em diversas geometrias de esplalhamento na timidina permitiram uma identificaÃÃo dos vÃrios modos normais de vibraÃÃo do cristal. Os experimentos por difraÃÃo de raios X foram realizados no intervalo de temperatura entre 83 e 413 K. Experimentos de espectroscopia Raman sob condiÃÃes extremas de temperatura (20 a 380 K) foram realizados no intervalo espectral compreendido entre 20 e 3400 cm-1. Da anÃlise dos resultados, à possÃvel tirar algumas conclusÃes. (i) O cristal de timidina manteve-se estÃvel em todo o intervalo de temperatura investigado, indicando que o efeito de temperatura nÃo à suficiente para modificar as ligaÃÃes de hidrogÃnio presentes entre as molÃculas de tal forma que haja modificaÃÃo da simetria do cristal. (ii) O material estudado apresentou algumas leves mudanÃas nos espectros vibracionais no experimento realizado a baixas temperaturas, sugerindo, se nÃo uma transiÃÃo de fase estrutural, pelo menos alguma modificaÃÃo conformacional das molÃculas da timidina. Experimentos submetendo o cristal a pressÃes de atà 5 GPa foram realizados utilizando-se uma cÃlula de pressÃo a extremos de diamantes. Os resultados mostraram anomalias nos espectros Raman por volta de 3.0 GPa. Essas anomalias foram caracterizadas pelo desaparecimento de alguns modos de rede, surgimento de alguns modos internos, deslocamento para menores nÃmeros de onda de modos associados a ligaÃÃes de hidrogÃnio e descontinuidades dos coeficientes lineares de vÃrios modos nos grÃficos de nÃmero de onda em funÃÃo da pressÃo. Essa sÃrie de modificaÃÃes foram interpretadas como consequÃncia de uma transiÃÃo de fase sofrida pela timidina por volta de 3.0 GPa. AlÃm disso, a descompressÃo da amostra atà a pressÃo atmosfÃrica mostrou que a transiÃÃo de fase à reversÃvel. TambÃm fornecemos uma comparaÃÃo com resultados de outros nucleosÃdeos submetidos a altas pressÃes.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / Nesse trabalho investigamos as propriedades vibracionais em monocristais D-Metionina, utilizando as espectroscopias Raman e Infravermelho. As medidas de espectroscopia Raman foram realizadas sob a variaÃÃo de pressÃo hidrostÃtica no intervalo de 0GPA atà 7GPa, mostraram duas transiÃÃes de fase, uma por volta 2.0GPa e outra em 2.5GPa, as quais foram detectadas no espectro Raman atravÃs das mudanÃas exibidas pelos picos associados principalmente Ãs vibraÃÃes atribuÃdas à carboxila (CO2-), amina (NH3+), , ligaÃÃes CS e CSC e grupos CH2 e CH3. Esses modos vibracionais tambÃm foram sensibilizados em baixas temperaturas, sendo que suas mudanÃas serviram como referÃncia para identificar a transiÃÃo de fase nas medidas de espalhamento infravermelho no intervalo de temperatura de 298K a 84K. Nas medidas de espalhamento Raman de 298K a 13K, a transiÃÃo foi identificada pelo surgimento do modo translacional em 91 cm-1 por volta de 84K. AlÃm disso, nesse trabalho comparamos o comportamento das mudanÃas apresentadas na rede cristalina dos monocristais de D-metionina de L-metionina sob condiÃÃes extremas de pressÃo. / In this work we have been investigated the vibrational properties of the D-methionine single crystals using the Raman and Infrared spectroscopies. The Raman spectroscopy measurements were performed under varying hydrostatic pressure from 0 GPa up to 7.0 GPa, indicated two transitions, one around 2.0 GPa and another in 2.5GPa, which were detected by changes of the vibrationals modes of the carboxilic (CO2-), amino (NH3+), CS, CSC, CH2 and CH3, respectively. These vibrationals modes also have been sensitized under low temperatures, whose changes have been helpful to identify the phase transition with the measurements of the infrared scattering from 298K up to 84K. In the measurements of the Raman scattering realized between 298K and 84K, the transition was identified by emerging of the translational mode in 91 cm-1 around 84K. Further, in this work we have been compared changes presented by crystal lattice between D-methionine and L-methionine under extremes conditions of the pressure.

Esta tese consiste no estudo do processo de sÃntese e funcionalizaÃÃo de nanotubos de carbono. A sÃntese dos nanotubos de carbono foi realizada usando a tÃcnica de deposiÃÃo quÃmica a partir da fase vapor (CVD). Foram sintetizados Nanotubos de parede simples (SWNTs) e mÃltipas (MWNTs) . A diferenÃa bÃsica das metodologias usadas para preparar as amostras foi o uso de diferentes catalisadores expostos ao gÃs hidrogÃnio por diferentes intervalos de tempo. As amostras obtidas foram caracterizadas por espectroscopia Raman ressonante e anÃlise tÃrmica. Os resultados de anÃlise tÃrmica mostraram que as amostras sintetizadas apresentam uma excelente estabilidade tÃrmica, quando comparada com algumas amostras disponÃveis no mercado. Foram estudados trÃs diferentes sistemas em relaÃÃo ao processo de funcionalizaÃÃo de nanotubos de carbono. No primeiro sistema, investigamos o efeito da irradiaÃÃo de Ãons de silÃcio (Si+) e carbono (C+) nas propriedades eletrÃnicas e estruturais dos nanotubos de parede dupla (DWNTs). A implantaÃÃo foi realizada à temperatura ambiente com concentraÃÃes de Ãons que variam de 1 a 100 x (1013 Ãons/cm2); e a espectroscopia Raman ressonante foi a principal tÃcnica utilizada para estudar os efeitos da implantaÃÃo. Os efeitos da implantaÃÃo dos Ãons de Si+ na estrutura dos nanotubos sÃo mais fortes do que os Ãons de C+ o que à atrÃbuido ao maior raio iÃnico do Si+. A razÃo das intensidades das bandas D e G foi usada para investigar a concentraÃÃo de Ãons para a qual o sistema perde a caracterÃstica sp2, deixando o sistema muito desordenado e com grande concentraÃÃes de ligaÃÃes sp3. Observamos que o aumento da dosagem de Ãons aumenta a intensidade da banda D e os modos radiais de respiraÃÃo dos nanotubos semicondutores (tubo externo) e metÃlicos (tubo externos) desaparecem primeiramente do que os tubos internos. Para altas dosagens de implantaÃÃo de Ãons de silÃcio ou carbono observamos que os nanotubos sÃo completamente deformados e os espectros Raman apresentam aspectos de grafite altamente desordenados. No segundo sistema estudado, investigamos os efeitos da dopagem da molÃcula de H2SO4 nos SWNTs e DWNTs com distribuiÃÃo de diÃmetros dos SWNTs similar aos tubos internos dos DWNTs. A comparaÃÃo destes dois sistemas permitiu ter um maior conhecimento dos efeitos da molÃcula H2SO4 nos sistemas DWNTs como tambÃm estabelecer diferenÃas entre a dopagem por intercalaÃÃo nos feixes de SWNTs e DWNTs. A dopagem com H2SO4 torna o perfil Breit-Wigner-Fano (BWF) dos nanotubos metÃlicos nos sistemas SWNTs menos acentuado e a freqÃÃncia da banda G aumenta indicando que uma transferÃncia de carga ocorre dos nanotubos para as molÃculas de H2SO4. O efeito nos DWNTs à o oposto ao que foi evidenciado para os SWNTs, mostrando que a interaÃÃo entre os tubos internos e externos no sistema DWNTs parece afetar mais fortemente as transiÃÃes eletrÃnicas dos tubos internos do que as transiÃÃes dos tubos externos. No terceiro sistema estudado, caracterizamos de maneira detalhada um novo sistema hÃbrido baseado em nanotubos de carbono que consiste de um cabo coaxial com carbono no interior e uma casca de selÃnio como tubo exterior. Demonstramos que o composto Butil-LÃtio promove a interaÃÃo entre os nanotubos de carbono e a casca de selÃnio levando a formaÃÃo destes nanocabos. O espectro Raman dos SWNTs da amostra resÃduo e selÃnio-nanotubos sugere que os nanocabos de selÃnio carbono interagem mais fortemente com os nanotubos semicondutores do que com os nanotubos metÃlicos. Estimamos que a quÃmica do selÃnio permitirà sintetizar nanocabos de selÃnio-carbono decorados com outros compostos funcionais tais como CdSe, ZnSe entre outros. / In this Thesis we report a study of the synthesis and functionalization of carbon nanotubes. Regarding the synthesis, we produced carbon nanotubes samples using the chemical vapor deposition method. Both single-wall and multi-wall carbon nanotubes were produced. The basic difference between these two growth results was the catalyst employed. We also have changed the exposure time of catalyst particle to the hydrogen gas to find out the optimal parameters for growing the nanotubes. The obtained samples were characterized by resonance Raman spectroscopy and thermal analysis. The obtained samples show higher thermal stability compared with some commercially available samples. Regarding functionalization of the tubes we studied three different systems. Firstly, we investigated the effect of Si+ and C+ ions bombardment on the structural and electronic properties of highly pure double wall carbon nanotubes (DWNTs). The implantation was performed at room temperature with high fluencies of ions varying from 1 to 100 x( 10 13 ions/cm2) and the Raman spectroscopy was the main technique employed for studying the ion implantation-induced changes in the nanotubes. The effects of the Si+ implantation is stronger than that of C+ and this is attributed to the larger ionic radius of Si. The D to G band intensity ratio was used for probing the ion concentration for which the system looses its sp2 character leading to a highly disordered system with a high concentration of sp3 bonds. We observed that as the ion implantation dosage increases, the D-band intensity increases and the radial breathing modes (RBM) of the semiconducting (outer) and metallic (outer) tube disappear first, before from the inner tubes. At higher ion-implantation dosage, the carbon nanotubes are completely deformed and the Raman spectrum is typical of highly disordered graphite. Secondly, we investigated the effects of H2SO4 doping on DWNTs and SWNTs where the diameter of SWNTs are in the same range as the inner tube of the DWNTs. The comparison of these two systems allow to further improve the knowledge of doping effects on the constituents of DWNTs as well as to establish differences between the exohedral doping of SWNTs and DWNTs bundles. Upon doping with H2SO4 the Breit-Wigner-Fano lineshape of metallic tubes in the SWNTs samples decreases and the G band frequencies increase thus indicating that an electronic charge transfer is occurring from the nanotubes to the dopant molecule. The effect on the DWNTs is opposite to that of SWNTs thus evidencing that the inner and outer shell interaction seems to affect the inner tube electronic transitions more than those of the outer tubes. Thirdly, we report a detailed characterization of a novel carbon nanotube-based system that is a coaxial nanocable made of carbon as core and selenium as shell. Carbon nanotube bundles are wrapped up within a trigonal selenium shell. We have demonstrated that the Butyl-lithium compound plays an important role in promoting the interaction between the carbon nanotubes and the selenium shells and thus enables the preparation of these nanocable structures. The Raman spectra of the SWNTs in the residue and the Se-CNT nanocables suggests that this selenium-carbon interaction is stronger for semiconducting nanotubes than for metallic nanotubes. The chemistry of Selenium would allow the synthesis of carbon nanotubes decorated with other functional Se-based structures, such as CdSe, ZnSe, among others.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / The structural and thermal decomposition properties of Mg-Fe and Co-Cu-Fe hy- drotalcites (HT) have been studied through thermogravimetric analysis, X ray powder difraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy and 57Fe MÃssbauer spec- troscopy. In the Mg-Fe system, the destruction of the layered structure took place at about 300 oC. The broad peaks observed in the X ray difractograms suggests that the resultant oxides constitute a solid solution. For samples treated at temperatures higher than 500 oC the formation of the MgO and MgFe2O4 formation of the MgO and MgFe2O4 spinel phases is observed. 57Fe MÃssbauer spectroscopy was employed to monitor the Fe chemical environment for the samples annealed at diferent temperatures (100-900 oC). In situ XRD experiments revealed that the HTs start an interlayer contraction at about 180 oC. This phenomenon is identified as being due to a grafting process for which the interlamellar anions attach to the layers through a covalent bond. The reconstruction of the Mg-Fe HTs was also investigated and its eficiency depends on the thermal anneal- ing temperature and on the Mg/Fe ratio. The structure of the reconstructed samples was found to be exactly the same as the parent structure. The in situ 57Fe MÃssbauer experiments were performed in the 100-500 oC temperature range confirm an increasing structural disorder in this temperature range. The quadrupolar splitting indicates that the maximum disorder occurs at 300 oC. Regarding the Co-Cu-Fe ternary system we have observed that due to the strong Jahn-Teller effect the Cu-Fe layered system is stabilized only in the presence of Co2+. At low Co2+ contents, additional phases are segregated in the solids. X ray patterns diffraction show the presence of Cu(OH)2 and CuO. The decomposition process was investigated by in situ X ray, in situ MÃssbauer and FTIR experiments. By increasing the temperature from 25 oC up to 180 oC we observed that the structural disorder increases. This effect has been likely attributed to the Co2+ to Co3+ oxidation since thermal decomposition was carried out under static air atmosphere. Part of the Co3+ cations could migrate to the interlayer region, thus forming a metastable compound that still has a layered structure. Collapse of the layered structure was ob- served at about 200 oC. By further increasing the temperature the system becomes more crystalline and the formation of Co3O4 is observed in the X ray patterns. In Cu-rich HT, some of the carbonate anions are released at temperatures higher than 550 oC and this phenomenon is attributed to the formation of a carbonate-rich phase. The specific surface area data present its highest values in the temperature range where the collapse of the layered structure takes place. / As propriedades estruturais e de decomposiÃÃo tÃrmica das hidrotalcitas Mg-Fe e Co-Cu-Fe foram estudadas atravÃs de espectroscopia MÃssbauer de 57Fe, anÃlise termo- gravimÃtrica, difraÃÃo de raios X, e espectroscopia de absorÃÃo no infravermelho (FTIR). No sistema Mg-Fe a destruiÃÃo da estrutura lamelar ocorre em torno de 300 oC. O alargamento dos picos de difraÃÃo de raios X observados nos difratogramas sugerem que os Ãxidos resultantes constituem uma soluÃÃo sÃlida. Para as amostras tratadas em temperaturas maiores do que 500 oC a formaÃÃo de fases do tipo MgO e MgFe2O4 à observada. A espectroscopia MÃssbauer de 57Fe foi empregada para monitorar o ambiente quÃmico do Fe na faixa 100-900 oC de temperatura. As medidas in situ de difraÃÃo de raios X revelam que em 180 oC inicia-se uma contraÃÃo interlamelar. Este fenÃmeno à atribuÃdo ao processo de âgrafting" no qual os Ãnions interlamelares ligam-se nas camadas atravÃs de uma ligaÃÃo covalente. A reconstruÃÃo estrutural da hidrotalcita Mg-Fe tambÃm foi investigada. A eficiÃncia da reconstruÃÃo estrutural depende da temperatura de tratamento e da razÃo molar Mg/Fe. A estrutura das amostras reconstruÃdas sÃo as mesmas da amostra inicial. As medidas in situ de espectroscopia MÃssbauer de 57Fe foram realizadas na faixa 100-500 oC confirmaram uma desordem estrutural crescente nesta regiÃo de temperaturas. Os valores do desdobramento quadrupolar indicam que o mÃximo de desordem ocorre em 300 oC. Com relaÃÃo ao sistema ternÃrio Co-Cu-Fe observamos que devido ao efeito Jahn-Teller o sistema Cu-Fe somente à estabilizado na presenÃa de Co2+. Para baixas concentraÃÃes Co2+ fases adicionais segregadas sÃo observadas nos sÃlidos. Os padrÃes de difraÃÃo de raios X indicam a presenÃa de Cu(OH)2 e CuO. O processo de decomposiÃÃo tÃrmica foi investigado atravÃs de difraÃÃo de raios X, espectroscopia MÃssbauer de 57Fe in situ e de espectroscopia de absorÃÃo no infravermelho (FTIR). Aumentando a temperatura de tratamento tÃrmico das amostras de 25 oC a 180 oC observamos um aumento da desordem estrutural. Este efeito tem sido atribuÃdo a oxidaÃÃo Co2+ para Co3+ uma vez que a decomposiÃÃo foi realizada ao ar. Parte dos cÃtions Co3+ migram para a regiÃo interlamelar formando um composto metastÃvel que ainda possui uma estrutura lamelar. O colapso da estrutura lamelar à observado a 300 oC. Com o aumento posterior da temperatura o sistema torna-se mais cristalino e a formaÃÃo de Co3O4 à observada atravÃs do ensaio de raios X. Nas hidrotalcitas com maior teor de Cu, alguns dos Ãnions carbonato sÃo liberados somente acima de 550 oC sendo este fenÃmeno atribuÃdo a formaÃÃo de uma fase rica em carbonato. Os valores de Ãrea superficial especÃfica apresentam um mÃximo na faixa de temperatura onde ocorre o colapso da estrutura lamelar.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / FundaÃÃo de Amparo à Pesquisa do Estado do Cearà / Este trabalho descreve algumas das pesquisas multidisciplinares realizadas pelo Departamento de FÃsica da Universidade Federal do Cearà (UFC), envolvendo o aproveitamento de resÃduos e a utilizaÃÃo da microscopia de forÃa atÃmica (AFM) na caracterizaÃÃo de estruturas biolÃgicas. TrÃs resÃduos foram estudados: o bagaÃo do caju, as cinzas de carvÃo mineral e as conchas de mexilhÃo Perna perna. No primeiro, foi feita a caracterizaÃÃo das cinzas originadas da queima do pedÃnculo do caju, destacando os compostos gerados neste processo: KHCO3 e K2SO4. Ambos sÃo importantes na indÃstria farmacÃutica e na produÃÃo de adubos fosfatados. No segundo, foi demonstrado o uso das cerÃmicas produzidas a partir das cinzas volantes de carvÃo mineral originadas da termelÃtrica Presidente MÃdici (RS), como substratos para a imobilizaÃÃo da invertase responsÃvel pela produÃÃo de aÃÃcar invertido. Esta aplicaÃÃo tem uso direto na produÃÃo de bebidas, medicamentos e cosmÃticos. Finalmente no terceiro, foram estudadas as alteraÃÃes na composiÃÃo, topografia da superfÃcie e dureza das conchas de mexilhÃo Perna perna tratadas termicamente. O nÃcar (ou superfÃcie perolada) de mexilhÃes tem sido usado como biomaterial na regeneraÃÃo Ãssea, tendo que sofrer processos de esterelizaÃÃo (normalmente tÃrmicos). Por isso, a importÃncia do estabelecimento de regiÃes de estabilidade mecÃnica, estrutural e composicional durante estes processos. No uso do microscÃpio de forÃa atÃmica para estudar estruturas biolÃgicas, destacou-se a importÃncia desta tÃcnica na caracterizaÃÃo do desenvolvimento de biofilmes de Enterococcus faecalis, freqÃentemente encontrada em casos clÃnicos; e a anÃlise nanoestrutural da esporopolinina de grÃos de pÃlen de Ilex Paraguarinsis St. Hill. A esporopolinina à um dos biopolÃmeros mais resistente que existe, sendo do interesse crescente dos cientistas e engenheiros de materiais.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior

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Esse crescimento deve-se essencialmente à sua aplicabilidade com grande eficácia na substituição de materiais clássicos como madeira, metais, vidros e até mesmo papel. Além disso, propriedades especiais de polímeros, como condutividade elétrica, fotoluminescência e difusividade térmica, tem sido objeto de interesse da comunidade cientifica básica e aplicada. Algumas dessas propriedades podem, dependendo da necessidade a qual se destina ser modificadas a partir da inserção de outras substancias em suas matrizes. O interesse cientifico por óleos vegetais vem se tornando cada vez mais frequente, um desses óleos conhecido como Óleo de Buriti (mauritia flexuosa), tem em sua composição um alto teor de acido oleico e pró-vitamina A (conhecida como β-caroteno), tais substancias apresentam propriedades interessantes que já foram reportadas por vários pesquisadores em periódicos científicos. Apresentamos nessa dissertação o estudo de algumas propriedades físicas de amostras de dois polímeros comerciais de uso rotineiro: Poliestireno (OS) e Poli (metacrilato de metila) (PMAM) que foram dopadas com Óleo de Buriti (OB) em diferentes concentrações, a saber, 8.08%, 14.96%, 34.55% e 46.81%. outras concentrações de óleo foram tentadas, mas sem êxito, pois o óleo não conseguiu se fixar na matriz polimérica. Observamos que as amostras incorporaram de forma intersticial o óleo, alterando sua transparência natural e incorporando uma coloração de cor variável entre o amarelo claro ao alaranjado, dependendo da concentração. A partir de medidas ópticas percebemos que os polímeros passaram a apresentar propriedades semelhantes as do óleo como o fenômeno de emissão a partir da excitação por ultravioleta, confirmando assim a sua presença no interior dos plásticos. Caracterizamos os compósitos também através da constante dielétrica e difusividade térmica em função da temperatura. Essas medidas revelaram o comportamento do sistema formado pelo óleo + polímero e identificamos a mudança de estado físico (líquido ↔ sólido) sofrida pelas micro-gotas de óleo dentro da matriz. / Nowadays each time polymer use grows more in our everyday. This growth dues essentially to its applicability with great effectiveness in the substitution of classic materials such as wood, metals, glass and even paper. Furthermore, special properties of polymers, such as electric conductivity, photoluminescence e thermal diffusivity, has been object of interest of the basic and applied scientific community. Some of these properties can, depending on the necessity which it belongs to be modified from the insertion of others substances in this matrices. The scientific interest for vegetal oils is becoming more frequent, one of these oils is known as Buriti Oil (mauritia flexuous), has one high concentration of oleic acid and pro-vitamin A (known as β-carotene) in its composition, such substances have interesting properties that already had been reported by some researchers in scientific journals. We report in this work, the study of some physical properties of sample of two usual commercial polymers, Polystyrene (PS) and Polimethylmetacrylate (PMMA) that have been doped with Buriti Oil (BO) in different concentrations, to work, 8.08%, 14.96%, 34.55% and 46.81%. Others oil concentrations had been tested, but without success, because the oil did not fixed in the polymeric matrix. We observe that the sample had incorporated of interstitial form the oil, modifying its natural transparency and incorporating a coloration of changeable color from yellow to orange, depending on the concentration. From optic measures, we perceive that the polymers had started to present similar properties to the oil ones, like the phenomenon of emission from the excitement for ultraviolet light, confirming its presence in the interior of plastics. We also characterize the composites for its dielectric constant and thermal diffusivity in function of the temperature. These measures had disclosed the behavior of the system formed by the oil + polymer (Liquid ↔ Solid) suffered by the oil micro-drops inside of the matrix.