Esta tese de doutorado versou sobre a obtenção e caracterização do semicondutor ZnO obtido por biomimetização de membranas da cascas de ovos (MCOs) e a sua aplicação como coletor fotovoltaico do tipo sensibilizado por corante. Na síntese do ZnO, as MCOs foram submergidas em uma solução contendo os íons precursores de Zn. As membranas atuaram como um biotemplate, servindo como base para que o ZnO tivesse sua nucleação e crescimento na forma de nanocristais. Foram investigados dois diferentes precursores de Zn (nitrato de zinco hexahidratado e acetato de zinco dihidratado) e verificou-se a influência do tratamento térmico na formação do ZnO. Os materiais obtidos foram caracterizados quanto à sua morfologia, área superficial, porosidade e propriedades óticas em função do tratamento térmico praticado. Para efeito de comparação, foi obtido TiO2 por biomimetização de cascas de ovos, além de ZnO por processo de precipitação. As amostras que foram preparadas utilizando o biotemplate apresentaram como características, pequeno tamanho de domínio cristalino e larga área superficial em comparação com as amostras de ZnO preparadas por precipitação. As propriedades óticas e cristalinidade apresentadas pelo ZnO obtido por biomimetização são comparáveis às da fase anatase do TiO2 e portanto compatíveis com a aplicação em células fotovoltaicas sensibilizadas por corante (DSSC – Dye sensitized solar cells). Para a formação de um filme fino e poroso, o ZnO obtido pela biomimetização das MCOs foi então depositado pela técnica de screen printing sobre um substrato cerâmico preparado para servir como uma cerâmica solar baseada nas DSSCs. A preparação da base de uma DSSC sobre uma placa cerâmica foi possível pela deposição de uma camada metálica, produzida por aspersão térmica sobre o substrato cerâmico, e pela deposição de uma fina camada de ZnO por serigrafia. A aspersão térmica se mostrou uma técnica eficiente, obtendo uma boa ancoragem do metal aspergido sobre o substrato cerâmico esmaltado, demonstrado por análise EDS que ocorre difusão do metal depositado na camada esmaltada significando inclusive uma ancoragem química. A deposição por serigrafia da camada de ZnO porosa mostrou-se um método simples e barato obtendo-se camadas com morfologia razoável para a aplicação em DSSCs. Um melhor controle do tamanho dos poros pode ser obtido, otimizando-se ainda mais a pasta e a calcinação da peça. / This doctoral thesis dealt about the obtaining and characterization of ZnO semiconductor obtained by biomimetization of eggshell membranes (ESMs) and its application as photovoltaic collector in dye sensitized solar cells (DSSCs). In the synthesis of ZnO, the ESMs were submerged in a solution containing the precursor ions of Zn. The membranes acted as a biotemplate, serving as basis for the ZnO had their nucleation and growth in the form of nanocrystals. We investigated two different precursors of Zn (zinc nitrate hexahydrate and zinc acetate dihydrate) and verified the influence of thermal treatment on the formation of ZnO. The materials were characterized according to their morphology, surface area, porosity and optical properties, as a function of the thermal treatment practiced. For comparison, TiO2 was obtained by biomimetization of ESM, and ZnO by precipitation process. The samples that were prepared using the biotemplate presented as characteristics small crystallite size and large surface area in comparison to the samples prepared by precipitation of ZnO. The optical properties and crystallinity presented by ZnO obtained by biomimetization are comparable to those of anatase phase of TiO2 and therefore compatible with the application in dye-sensitized solar cells (DSSC - Dye sensitized solar cells). ZnO obtained by biomimetization of ESMs was then used with the screen printing technique to form a thin porous film on a ceramic substrate, prepared to serve as a solar ceramic based on DSSCs. The preparation of a DSSC basis on a ceramic substrate was possible by the deposition of a metal layer by thermal spray on the ceramic substrate, and the deposition of a thin layer of ZnO by screen printing. The thermal spray proved to be an effective technique, getting a good anchoring of the metal sprayed on the glazed ceramic substrate, demonstrated byEDS analysis that diffusion occurs of the metal into the glazed ceramic substrate meaning chemical anchoring. The deposition by screen printing of the porous ZnO layer has shown to be a simple and inexpensive method yielding layers with reasonable morphology for use in DSSCs. A better control of pore size can be obtained by optimizing even more the paste and calcination of the samples.

Filmes de nanodiamante (NCD – do inglês nanocrystalline diamond) são de amplo interesse tecnológico uma vez que reúnem propriedades ímpares numa reduzida área. A dopagem desses filmes permite controlar sua condutividade elétrica e, utilizá-los no setor eletroquímico e no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos. Usualmente, NCD são crescidos pelo método de deposição química a vapor (CVD – do inglês chemical vapor deposition) a partir de substratos de silício. Boro é incorporado controladamente à rede cristalina do diamante durante o processo CVD, a partir de fonte gasosa, num processo bastante complexo. Fontes de dopante no estado sólido e/ou líquido são possíveis de serem utilizadas desde que sejam realizadas adaptações nos reatores de deposição. Nesse contexto, esse trabalho consistiu no estudo da obtenção de procedimentos experimentais de crescimento e dopagem com boro de filmes NCD utilizando a técnica CVD mediante inserção de nitrogênio ao plasma reativo, substratos cerâmicos que permitam o crescimento autossustentado dos filmes e fonte de dopante sólida sem realização de adaptação do reator para, por conseguinte, caracterizar as propriedades dos filmes crescidos. Dentre os resultados obtidos, pode-se afirmar que os objetivos propostos foram alcançados, sendo possível estabelecer um método experimental para crescimento de NCD sobre zircônia, obter de rotas efetivas de dopagem leve dos filmes e a caracterização por diferentes técnicas analíticas, possibilitando a investigação de muitas de suas propriedades. / Nanocrystalline diamond films (NCD) are of great technological interest since they gather unique properties in a reduced area. Doping of these films allows control its electrical conductivity and enables its use in the electrochemical industry and in the development of electronic devices. Usually, NCD are grown by the method of chemical vapor deposition (CVD) from silicon substrates. Boron is incorporated into the diamond crystal lattice controllably during the CVD process from a gas source, by a complex procedure. Sources of dopant in the solid and/or liquid physical states are possible to be used since adjustments are made in the deposition reactors. In this context, this work consisted of the study of experimental procedures for obtaining growth and doping with boron of NCD films using CVD technique by insertion of nitrogen into the reactive plasma, ceramic substrates that allow the self-sustained growth of films and solid dopant source without performing any adjustment of the reactor for, therefore, characterize the properties of films grown. The results state that the goals have been achieved. It was possible to establish an experimental method for growing NCD by using zirconia substrates, to obtain effective routes of low doping of the films and characterization by different analytical techniques, enabling the investigation of many of their properties.

Este trabalho investigou a deposição dos filmes finos de ferritas de lantânio dopado com estrôncio e cobalto La1-xSrxCo1-yFeyO3-δ (LSCF) através da técnica de spray pirólise empregando precursores inorgânicos e silício como substrato. Foram utilizados água e etanol na proporção de (3:1) como solvente na preparação da solução a ser aspergida. As deposições foram realizadas em diferentes temperaturas: 130ºC, 150ºC, 170ºC e 200ºC. Os filmes de LSCF antes e após o tratamento térmico foram analisados por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O spray de deposição dos filmes em função das soluções com diferentes proporções de etanol (0%, 50%, 75% e 100%) foi investigado utilizado uma câmera rápida de alta resolução e um laser com comprimento de onda 532 nm. Os resultados evidenciaram que a temperatura de ebulição do solvente e de deposição são parâmetros importantes na determinação da morfologia dos filmes. Maiores teores de etanol promovem um aumento nos valores do ângulo de cone e que a propriedade da tensão superficial exerce significativamente maior influência nos aspectos que envolvem a estrutura do spray, a atomização do líquido, formação de gotas e no ponto de ruptura das soluções Os resultados de DRX apresentaram a fase cristalina majoritária de LSCF após o tratamento térmico a 750°C por 2 horas e a fase secundária de La2O3. As imagens de MEV evidenciaram a formação de filmes para as distâncias de deposição de 120 mm, embora apenas na temperatura de 200°C apresentasse uma estrutura porosa antes e após o tratamento térmico. A presença de interdifusão e microporosidade foi observada para esse filme. Para as diferentes composições de LSCF nas condições de 120 mm e a 200°C, apenas as composições de La1-xSrxCo0,2Fe0,8 com x = 0,6, 0,9 e 0,7 apresentaram estrutura porosa após o tratamento térmico. O filme de La0,8Sr0,2Co0,2Fe0,8 apresentou maior condutividade iônica/elétrica e energia de ativação. A presença de fases secundárias (La2O3, SrO2 e La2CoO3) contribuiu para a redução da condutividade elétrica e iônica e a energia de ativação. / This work investigated the deposition conditions of thin lanthanum ferrite films doped with strontium and cobalt – La1-xSrxCo1-yFeyO3-δ (LSCF) through the spray pyrolysis technique using inorganic precursors and silicon as a substrate. Water and ethanol were used in the proportion (3:1) as solvent in the preparation of the solution to be sprinkled. The depositions were carried out at different temperatures: 130°C, 150°C, 170°C and 200°C. The films of LSCF were analyzed by X-ray diffraction and scanning electron microscopy before and after thermal treatment. The XRD results showed the obtainment of crystalline phase of LSCF after thermal treatment at 750°C/2hours and secondary phase of La2O3. The sprays of solutions with different proportions of ethanol (0%, 50%, 75% and 100%) were analyzed using a fast high-resolution camera and a laser with a wavelength of 532nm.The results showed those deposition temperature and solvente boiling points are important parameters to determine the thin morphology Higher ethanol levels promote an increase in the cone angle values and that the property of the surface tension exerts significantly greater influence on issues involving the structure of the spray, the atomization of the liquid, the droplets formation and the breaking point of the solutions. The XRD results showed the obtainment of majority crystalline phase of LSCF after thermal treatment at 750°C/2 hours with the presence of secondary phase of La2O3. The SEM images showed formation of films for the distance of 120 mm, although only at the temperature of 200°C it presents porous morphology before and after thermal treatment. The presence of interdiffusion and microporosity was observed for this film. For different LSCF compositions under the conditions of 120 mm and 200°C, the films of La1-xSrx Co0,2Fe0,8 with x = 0,6; 0,9 and 0,7 presented porous morphology after thermal treatment. Otherwise, the film of La0,8Sr0,2Co0,2Fe0,8 showed the highest ionic/electrical conductivity. The presence of secondary phase (La2O3, SrO2 and La2CoO3) evidenced by XRD promoted a decrease in ionic/electrical conductivity and in the activation energy.

As propriedades de selagem de filmes plásticos são um dos principais gargalos para o aumento de produtividade em processos de empacotamento automático de produtos, em que é necessário otimizar a velocidade do envase, a temperatura de solda e a qualidade da embalagem de forma a garantir a integridade do produto embalado. O objetivo deste trabalho foi determinar as características do polímero que mais influenciam nas propriedades de selagem de filmes de polietileno metalocênico. Foram produzidos nove filmes de 3 camadas por coextrusão em que se variou a composição da camada de selagem com o uso de sete tipos de polietilenos. Seis PEs foram obtidos com catalisadores metalocênicos, sendo que quatro possuem alto teor de comonômero (mPEUBD), além de um PEBD obtido através de polimerização via radical livre em altas pressões. Características intrínsecas de cada polietileno, como tipo e teor de comonômero, distribuição de massa molar, distribuição de composição química e propriedades reológicas foram correlacionadas com as propriedades de selagem, mecânicas e ópticas dos filmes. Verificou-se que quanto maior o teor de comonômeros e quanto mais larga a distribuição de composição química no PE metalocênico utilizado na camada de selagem, maior a sua efetividade em reduzir a temperatura de solda e maior a resistência mecânica da região de selagem do filme. Polietilenos com ramificações longas, apesar de apresentar melhor processabilidade, apresentam pior desempenho na selagem. Em relação às propriedades mecânicas e ópticas, os filmes apresentaram maior resistência ao impacto e à perfuração, maior alongamento no escoamento e maior transparência e brilho com o uso de mPE com maior teor de comonômeros, em detrimento de uma redução na resistência ao rasgo e rigidez. / Sealing properties of plastic films are one of the main bottlenecks to raise productivity in automatic form-fill-seal packaging processes, and it is necessary to optimize speed, sealing temperature and packaging quality to ensure integrity of the packaged product. The objective of this study was determine the polymer characteristics that most influence sealing properties of films produced with metallocene polyethylene. Nine 3-layer films were produced by coextrusion varying the composition of sealing layer by using seven types of polyethylenes. Six PEs were obtained with metallocene catalysts (mPE), where four of them have high comonomer content (mULDPE), and one LDPE obtained by free radical polymerization at high pressures. Intrinsic characteristics of each polyethylene, such as type and content of comonomer, molar mass distribution, chemical composition distribution, thermal behavior and rheological properties were determined and correlated with sealing, mechanical and optical properties of the films. It has been found that the higher the comonomer content and the broader its chemical composition distribution in metallocene PE used in the sealing layer, the greater its effectiveness in reducing the sealing temperature, with improves on mechanical strength of sealing region. Polyethylenes with long chain branches, despite better processability, showed poorer sealing performance. Regarding mechanical and optical properties, films produced with mULDPE presented greater impact and puncture resistance, better transparency and gloss, and poorer stiffness and tearing resistance.

Neste trabalho foram obtidos filmes de óxido de tungstênio pelo método sol-gel modificado, tendo como precursor o tungstato de sódio dihidratado (Na2WO4.2H2O) e como agente estruturante o surfactante cloreto de dodeciltrimetilamônio (DTAC). O comportamento dos sistemas em meio aquoso foi avaliado por medidas de pH, condutividade e viscosidade. Foram avaliadas duas metodologias de obtenção dos filmes de óxido de tungstênio: a primeira consistiu na obtenção de filmes de tungstato de sódio, através de sistemas contendo 10 mmol.L-1 de Na2WO4.2H2O em diferentes concentrações de DTAC, por casting, e conversão do tungstato de sódio a óxido de tungstênio pela acidificação dos filmes; a segunda metodologia consistiu na conversão dos sistemas aquosos contendo 20 mmol.L-1 de Na2WO4.2H2O, em diferentes concentrações de DTAC, em ácido tungstico, obtenção dos filmes por spin coating e, calcinação em presença de ar. Os filmes foram obtidos em substratos de silício (100) recobertos com dióxido de silício e avaliados por Difração de Raios-X, Espectrometria de retroespalhamento Rutherford, Espectroscopia Raman, Microscopia Eletrônica de Varredura e ensaios fotocatalíticos. As alterações na concentração precursor e agente estruturante não afetaram significativamente o pH e a viscosidade dos sistemas precursores. A determinação da concentração micelar crítica (cmc) do DTAC, obtida através da condutividade, foi de 13 mmol.L-1 e 9,88 mmol.L-1 para os sistemas contendo 10 e 20 mmol.L-1 de Na2WO4.2H2O, respectivamente. Em ambas metodologias o produto final foi o óxido de tungstênio em forma de disco e placas. As espessuras dos filmes obtidos na primeira metodologia variaram de 4 a 5 μm e as estruturas tiveram diâmetros médios de 4,37 μm e 114 nm. Na segunda metodologia as espessuras foram de 0,5-1,0 μm e as estruturas obtidas tiveram diâmetros médios em torno de 95-103 nm. Os filmes obtidos apresentaram atividade fotocatalítica, uma vez que duplicaram a velocidade da reação de degradação do corante alaranjado de metila em relação ao sistema sem o filme. / In this work tungsten oxide films have been obtained bymodified sol-gel method, with sodium tungstate dehydrate (Na2WO4.2H2O) as the precursor and the cationic surfactant dodecyltrimethylammonium chloride (DTAC) as structuring agent.The behavior in aqueous media of precursor/structuring agent systems was characterized by pH, conductivity and viscosity measurements. Two methods for obtaining tungsten oxide films were evaluated: the first consisted in obtaining sodium tungstate films from the systems containing 10 mmol.L-1 of Na2WO4.2H2O at different DTAC concentrations, by casting, converting the sodium tungstate to tungsten oxide; the second method consisted in the conversion of the aqueous systems containing 20 mmol.L-1 of Na2WO4.2H2O at different DTAC concentrations to tungstic acid, obtaining the films by spin coating and, posteriorly, calcination in the presence of air. The films were obtained on silicon substrate (100) with a 50 nm layer of silicon dioxide and were characterized by X-ray diffraction, Rutherford backscattering spectrometry, Raman spectroscopy, Scanning Electron Microscopy and photocatalytic tests. The precursor concentration and structuring agent do not affect significantly the pH and the viscosity of the precursor systems in aqueous media.The values of critical micelle concentration (CMC) of DTAC, obtained by the conductivity, were of13 mmol.L-1 and 9,88 mmol.L-1, for the systems containing 10 and 20 mmol.L-1 de Na2WO4.2H2O, respectively.In both adopted methods the final product is the tungsten oxide, with nano and micrometric structures in the form of discs and plates. The thickness of the films obtained in the first method varied from 4 to 5 μm and the structures presented an average diameter around 4,37 μm and 114 nm. The thickness of the films obtained with the second methodvariedfrom0,5to 1 μm and the structures presented an average diameter from 95 to103 nm.The obtained tungsten oxide films presented photocatalytic activity, since doubled the reaction rate of methyl orange dye degradation with respect to the system without the film.

Neste trabalho, foi desenvolvido um filme absorvedor solar, de negro de fumo (NF) ou de grafite sobre base polimérica, para coletores de baixa temperatura (até ~ 50°C) com alta absortância no espectro solar (>90%), usando um método simples de produção. Com vistas às condições de trabalho do coletor, a adesão ao substrato foi verificada com água corrente e, embora sua condutividade térmica seja baixa em relação a do cobre – tradicionalmente empregado, a custos bem maiores – isto é, compensável por um aumento na área de contato absorvedor-água, permitida pela facilidade de processamento dos polímeros. Dentre estes, foram utilizados policarbonato (PC) e polimetilmetacrilato (PMMA), de alta transmitância no espectro visível (>80%), pouca degradação pela radiação ultravioleta e temperatura de transição vítrea suficiente para evitar seu sobreaquecimento (Tg > 100oC). Adicionalmente, foi depositado um recobrimento super-hidrofóbico, utilizando nanopartículas de sílica, silano e politetrafluoretileno, atingindo o efeito de superfície auto-limpante (histerese de ~ 2º). Com uma cobertura de poliéster, foi obtida baixa emissividade do conjunto (água/filme absorvedor/placa polimérica/ar/cobertura) no infravermelho (na faixa de 5 a 15 μm) e, por simulação experimental com a combinação selecionada de NF/PMMA, verificado um melhor aproveitamento da radiação solar. Na expectativa de também agregar anti-reflexão e melhor adesão entre o filme super-hidrofóbico e a cobertura, em seguimento a este trabalho, a abordagem aqui apresentada poderá se tornar viável para a produção de coletores autolimpantes de qualidade e com boa relação custo-benefício. / In this work, a solar absorber film, of carbon black (NF) or graphite, on a polymeric base, was developed for low temperature collectors (up to ~ 50 ° C) with high absorptance in the solar spectrum (> 90%), using a simple production method. With regard to collector working conditions, the film adhesion to the substrate was verified with running water and, although its thermal conductivity is low compared to that of copper - traditionally employed, at higher costs - this can be compensed by an increase in the water-absorber contact area, which is allowed by the easiness of polymer processing. Among these, polycarbonate (PC) and polymethylmethacrylate (PMMA) were used, with high transmittance in the visible spectrum (> 80%), small degradation by ultraviolet radiation and sufficient glass transition temperature to prevent overheating (Tg>100°C). In addition, a superhydrophobic coating was deposited, using silica nanoparticles, silane and polytetrafluoroethylene, and the self-cleaning surface effect was achieved (hysteresis ~ 2º). With a polyester cover, low emissivity was obtained from the assemble (water / absorber film / polymer plate / air / cover) in the infrared (in the range of 5 to 15 μm), and by experimental simulation with the selected NF / PMMA combination, thus providing a better harvesting of solar radiation. With the perspective of also adding anti-reflection and better adhesion between the superhydrophobic film and the cover, as a follow-up of this work, the approach presented here could become viable to the production of quality self-cleaning collectors and with a good cost-benefit relation.

As propriedades magnéticas de filmes finos que apresentam exchange bias são analisadas através do método de curvas de remanência. Trata-se de uma técnica comumente empregada no estudo de interações magnéticas em sistemas que apresentam laços de magnetização simétricos. Como o deslocamento em campo da curva de histerese é uma das principais manifestações do exchange bias, os valores das magnetizações remanentes podem ser distintos em módulo, ou até possuir o mesmo sinal, para os dois ramos da magnetização. Isto impede a aplicação direta do método. Uma adaptação é proposta aqui, e testada em uma variedade de sistemas que contêm interfaces entre materiais ferromagnéticos e antiferromagnéticos. Ela envolve a redefinição do sistema de coordenadas, e acaba gerando um aumento no número de gráficos distintos que podem ser construídos, evidenciando a assimetria intrínseca que existe entre os dois ramos da magnetização. Três tipos distintos de sistemas foram estudados, todos na forma de filmes finos depositados por desbastamento iônico. São eles: bicamadas de NiCu/IrMn, nas quais a temperatura de Curie do ferromagneto é menor que a temperatura de Néel do antiferromagneto; tricamadas de Co/Cu(tCu)/IrMn, construídas com espessuras variadas do espaçador de cobre com intuito de reduzir a interação efetiva entre o cobalto e o irídio-manganês; e amostras de CoFe/IrMn que possuem diferentes espessuras de material antiferromagnético. Curvas δ M(H) e gráficos de Henkel construídos para cada uma das amostras são apresentados, e os desvios do comportamento esperado para sistemas não-interagentes investigado, traçando um paralelo com parâmetros como o campo de exchange bias e o campo coercivo. Durante a interpretação dos dados, simulações computacionais foram implementadas na tentativa de separar as contribuições dos diferentes mecanismos que influenciam os processos de reversão da magnetização. / Magnetic properties of EB thin films are analyzed using the remanence plots method. This procedure is commonly employed to probe magnetic interactions in systems presenting symmetrical hysteresis curves. Since the field shift of the magnetization loops is one of the exchange bias manifestations, distinct remanence values might be observed for the two magnetization branches. This prevents the direct application of the method. An adaptation is proposed here, and tested in a variety of systems containing ferromagnetic/antiferromagnetic interfaces. It involves a redefinition of the coordinate system and gives rise to a number of distinct plots, revealing the intrinsic asymmetry between the two magnetization branches of exchange bias samples. Three different systems were studied, all in the form of thin films deposited via sputtering. These are: NiCu/IrMn bilayers, where the Curie temperature of the ferromagnet is lower than the Néel temperature of the antiferromagnet; Co/Cu(tCu)/IrMn trilayers, where the copper spacer thickness was varied in order to diminish the cobalt/iridium-manganese effective coupling; and CoFe/IrMn samples with different antiferromagnetic layer thickness. Henkel and δM(H) plots constructed for each sample are presented, and their deviations from the non-interacting behavior investigated, tracing a parallel with exchange bias parameters such as Heb and Hc. Computational simulations were employed aiming to discriminate contributions coming from different mechanisms that might influence the magnetization reversal.

Artigos de couro estão associados com tendências de moda e sofisticação em produtos de consumo. No processamento do couro, a fase de acabamento consiste de um conjunto de operações e tratamentos, essencialmente de superfície, que conferem características finais ao produto. Os objetivos do acabamento são reduzir defeitos visíveis, modificar as propriedades superficiais e melhorar os atributos de uso. Nesta fase final, são aplicadas, dentre outros produtos, resinas, geralmente, poliacrilatos e poliuretanos, e algumas vezes caseínas e outros polímeros que formam filmes de recobrimento protetores sobre o couro. Nesse contexto, este trabalho visa a uma avaliação dos filmes formados com resinas comerciais utilizadas industrialmente no acabamento de couros, relacionando a composição destes materiais com características sensoriais, com resistência mecânica, através de testes de tração, com estabilidade à água ou a solvente orgânico, com análise de dureza, e através de caracterizações por infravermelho e DSC. Ensaios de tração mostraram que as resinas poliuretânicas, no geral, apresentam uma maior resistência à tração quando comparadas com resinas acrílicas, assim como os valores de tenacidade, indicando que esses filmes suportam um maior impacto para levar o material à ruptura. A adição de pigmentos diminui essa resistência, tanto em resinas acrílicas quanto em resinas poliuretânicas, enquanto que a produção de filmes compactos apresenta características intermediárias com relação aos componentes puros. Todos os filmes acrílicos testados apresentaram uma maior capacidade de alongamento. Com relação à dureza, as resinas que se mostraram mais flexíveis e com maior alongamento, foram as que apresentaram menor dureza. A estabilidade dos filmes com relação à água e solventes mostrou que os componentes solúveis em água e em solvente aumentam com a presença de pigmento e que a absorção de água é maior e de solvente é menor em filmes com pigmento, tanto para acrilatos quanto para poliuretanos. As caracterizações a partir de análise por FTIR e DSC indicaram os grupamentos químicos e picos de temperaturas característicos dos acrilatos e poliuretanos, respectivamente. / Leather goods are associated with fashion trends and sophistication in consumer products. In the leather processing, the finishing phase consists of a series of operations and treatments, essentially in surface, conferring its final characteristics. The objectives are to reduce visible defects, modify surface properties and improve the usage attributes In this final stage are applied, among other products, resins, generally polyacrylates and polyurethanes, sometimes casein and other polymers, which form protective coating films on leather. In this context, this paper evaluates the films formed with commercial polymeric resins used industrially in finishing leather, relating the composition of these materials with their sensory characteristics, with their strength by tensile testing, with its stability to water or organic solvent, with analysis of hardness and characterizations by IR and DSC. Tensile tests showed that the polyurethane resins in general have a higher tensile strength when compared with acrylic resins, as well as the toughness values, indicating that these films support a greater impact to bring the material to rupture. The addition of pigments decreases this resistance, for acrylic resins and polyurethane resins, while the production of compact film has intermediate characteristics with respect to the pure components. All acrylic films tested had a higher elongation. With respect to hardness, the resins that were more flexible and more stretching, showed the lowest hardness. The stability of the films with respect to water and solvents has shown that water soluble solvent components increased by the presence of pigment and the water absorption is higher and the solvent is lower in pigmented films to acrylates and polyurethanes. The characterizations from IR and DSC analysis indicated the chemical groups and characteristic temperatures peaks of acrylates and polyurethanes, respectively.

Neste trabalho são analisadas as modificações provocadas pela irradiação iônica e tratamento térmico no exchange bias (EB) e no campo coercivo (HC) em filmes finos de IrMn/NiCu e IrMn/NiFe; neste último estudou-se a influência da ordem das camadas ferromagnética (FM) e antiferromagnética (AF). As irradiações foram feitas com íons de He+, Ge+ e Ar+ a diversas fluências. Flutuações temporais do EB são estudadas no sistema IrMn/NiFe através de uma análise da evolução temporal do fenômeno em diferentes temperaturas e fluências. Observa-se um grande aumento em HC no sistema IrMn/NiCu, que não apresenta EB, quando são feitas irradiações com Ar+. Tal aumento é explicado por defeitos criados na camada FM, que podem modificar a rugosidade interfacial e favorecer a quebra do FM em domínios devido à interação com o material AF. No sistema IrMn/NiFe observam-se modificações diversas no EB e HC das amostras dependendo da ordem de deposição das camadas FM/AF. No caso em que o material AF é crescido primeiro, uma investigação profunda das modificações estruturais e magnéticas foi feita. Análises estruturais mostram que tanto a irradiação iônica quanto o tratamento térmico não provocam interdifusão significante na interface IrMn/NiFe. Por outro lado, a estrutura do IrMn revelou diferenças na amostra irradiada com íons. Com o auxílio de simulações, tal efeito foi explicado por um processo de ordenamento químico da liga IrMn, que está de acordo com o maior EB obtido. As modificações na coercividade no sistema IrMn/NiFe foram investigadas com medidas de magnetização e ressonância ferromagnética. Foi observado campo de anisotropia rodável (HRA) negativo que foi explicado considerando acoplamento interfacial antiparalelo entre os momentos rodáveis e a camada FM que em campos mais elevados se alinham paralelamente. A anticorrelação entre HC e HRA foi atribuída a mudanças na constante de anisotropia dos grãos rodáveis, que se relaciona inversamente com HRA. O estudo das mudanças temporais do EB revela que a magnetização remanente da camada ferromagnética tem um papel essencial para a evolução do EB e que efeitos de aquecimento derivados da corrente utilizada na irradiação não mudam a taxa de evolução temporal do EB. / In this work we study the modifications of the exchange bias (EB) and coercive field (HC) of IrMn/NiFe and IrMn/NiCu thin films, induced by magnetic annealing (MA) and ion bombardment (IB). The last ones were done with He+, Ge+ and Ar+ ions at several fluences. The layer deposition order, ion beam fluence and current, structural changes and magnetic dynamical effects are investigated. The increase of HC with fluence is observed for the IrMn/NiCu system much higher for Ar+ implantation. This last increase is explained considering that the deffects induced by IB in the FM material, favor the domain formation through the interaction with the AF, and the increase of interfacial roughness. The modifications of EB and HC observed on the NiFe/IrMn system vary according to the layer deposition order, where a complete magnetical and structural investigation was carried out for the sample with the AF layer grown first. Structural analysis of the NiFe/IrMn system does nor show any interdiffusion induced at the FM/AF interface by MA or IB. Nevertheless a chemical ordering process is observed for the IB samples. These last effect is in agreement with the magnetic data, taht shows higher EB for the IB samples. The coercivity modifications of the NiFe/IrMn films were investigated through hysteresis loops and ferromagnetic resonance. We observed negative rotatable anisotropy field (HRA), which is explained considering field induced flips of the rotatable grains coupling (antiparallel/ parallel). The inverse correlation between HC and HRA was explained considering the changes on the rotatable grains anisotropy constant, that relates inversely to HRA. The EB time dependence was also investigated, where it is shown that the ferromagnetic remanent magnetization plays a key role in the EB temporal evolution and that heating effects driven by irradiation current do not change the temporal drift of EB.

O presente estudo aborda a evolução temporal de filmes finos compostos por materiais ferroantiferromagnéticos que apresentam interação de troca, visando a melhor compreensão da origem desse comportamento. Técnicas como a de irradiação iônica e tratamento térmico foram utilizadas para a modificação dos sistemas magnéticos em questão. Após submetidos a essas ferramentas de indução do efeito de exchange bias (viés de troca), as amostras foram expostas a campos magnéticos durante determinado intervalo de tempo `a temperatura ambiente. Após realizada a exposição, a medida de histerese magnética era feita, seus os campos de interesse foram computados, e os resultados são expostos frente ao tempo de exposição há campo magnético. As amostras apresentaram comportamentos distintos dependentes das técnicas de indução. Após irradiação iônica, o estado magnético permanece instável, devido a configuração energética imposta pela irradiação; desse modo efeitos térmicos de baixa amplitude podem fornecer energia para que a camada ferromagnética mude as orientações das magnetizações de grãos interfaciais. Por outro lado, o tratamento térmico promoveu ao sistema de interesse uma configuração energeticamente estável, eliminando ou reduzindo os efeitos térmicos induzidos pós-tratamento. Além disso, o desenvolvimento de uma ferramenta computacional foi necessário na tentativa de obtenção dos resultados obtidos experimentalmente. Este software usa como base a bem conhecida teoria do micromagnetismo a qual, auxiliada pela equação de Landau-Lifshitz-Gilbert, é uma ótima ferramenta tanto para prever como para reproduzir o comportamento de sistemas magnéticos. Todos os procedimentos para o desenvolvimento desse software encontram-se definidos nas seções seguintes, incluindo um método de soma em memória compartilhada, o qual visa melhorar o desempenho computacional para o cálculo dos efeitos provinientes de interações dipolares. Para finalizar, resultados experimentais e computacionais são expostos, mostrando a meta-instabilidade presente nos sistemas magnéticos abordados. / The present study examines the temporal evolution of thin magnetic films composed by ferro and antiferromagnetic materials that present exchange interactions, aiming a better understanding of the origin of their behavior. Techniques such as ion irradiation and magnetic annealing were used for modification of the systems studied. Once used such tools for initialization of the exchange-bias effect, the samples were exposed to magnetic fields during a certain time interval at room temperature. Subsequently, room temperature magnetization hysteresis loops were measured and the corresponding fields of interest were extracted. Depending on the different exchange-bias induction techniques, the samples showed distinct behaviors. After light ion irradiation, the magnetic state remained unstable, most probably due to thermal fluctuations that can alter the magnetic orientation of interface grains. The annealing, from other side, enabled a favorable energy configuration of the system, eliminating or reducing post-treatment thermally-induced effects in our the systems. Moreover, the development of a computational tool turned to be necessary when attempting to reproduce the experimental results. This software built is based on the well-established micromagnetic theory which, by additionally utilizing by the Landau-Lifshitz-Gilbert equation, represents a powerful tool used to predict and/or reproduce the behavior of magnetic systems. All procedures for the development of this software are defined in the following sections, including a shared memory programming, developed in order to increase the computational performance when reproducing dipolar interaction effects. Finally, experimental and simulation results are presented, demonstrating the metastable states of the magnetic systems studied here.