Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:42Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-26Bitstream added on 2014-12-02T11:20:59Z : No. of bitstreams: 1 000799717.pdf: 5363634 bytes, checksum: 45ab821150f84e8881117fcb86e5e5ab (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A natamicina (pimaricina) é um antifúngico de amplo espectro de ação, o qual já vem sendo empregado tanto como conservante alimentar, como no tratamento de infecções fúngicas superficiais. Embora esse antibiótico natural venha sendo isolado a partir de bactérias do solo (streptomyces sp.) desde 1950, o seu mecanismo de ação ainda continua desconhecido. Por essa razão, neste estudo nós investigamos o efeito desse antibióticoem dois tipos de membranas modelo: filmes de Langmuir (monocamadas) e vesículas multilamelares (lipossomos). Os resultados obtidos foram correlacionados com o mecanismo de ação da natamicina em membranas biológicas. Nos estudos envolvendo monocamadas, os efeitos da natamicina sobre as propriedades mecânicas, a morfologia e a organização molecular desses sistemas foram analisados, respectivamente, através das isotermas de compreensão, microscopia de ângulo de Brewsler (BAM) e Espectroscopia de Absorção-Reflexão Infravermelha com Polarização Modulada (PM-IRRAS); ao passo que a influência da natamicina sobre a organização e as transições de fase dos lipossomos foram monitoradas através da Ressonância Paramagnética Eletrônicae da Colorimetria Diferencial de Varredura (DSC), respectivamente / Natamycin is a broad spectrum antifungal, that due to its low oral and topical absorption, it already has been used both for food preservative and in the treatment of superficial mycoses. Althrough this natural antibiotic has been from soil bacteria of genus Stremptomyces since 1950, its mechanism of action on lipid environment of biomembranes has not been investigated enough. For this reason, in this study we investigated the effects of this antibiotic on two types of lipid model membranes - Langmuir films (monolayers) and multilamelar vesicles (liposomes) - and the obtained results were correlated with its mode of action on biomembranes. For monolayer models, the effect of natamycin on their mechanical properties, morphology and molecular organization were analyzed by, respectively, surface pressure isotherms, Brewsler angle Microscopy (BAM) and Polarization-Modulation Infrared Reflection-Absorption Spectroscopy (PM-IRRAS); while the influence of natamycin on the lipid organization and the thermal properties for liposomes were characterized by, respectively, Electron Paramagnetic Resonance (EPR) and Differential Scanning Calorimetry (DSC)

Na presente tese, foi investigado o crescimento térmico de filmes dielétricos (óxido de silício e oxinitreto de silício) sobre carbeto de silício. Além disso, os efeitos da irradiação iônica do SiC antes de sua oxidação, com o intuito de acelerar a taxa de crescimento do filme de SiO2, também foram investigados. A tese foi dividida em quatro diferentes etapas. Na primeira, foram investigados os estágios iniciais da oxidação térmica do SiC: mudanças no ambiente químico dos átomos de Si foram observadas após sucessivas etapas de oxidação térmica de uma lâmina de SiC. A partir desses resultados, em conjunto com a análise composicional da primeira camada atômica da amostra, acompanhou-se a evolução do processo de oxidação nesses estágios iniciais. Na etapa seguinte, foram utilizadas as técnicas de traçagem isotópica e análise por reação nuclear com ressonância estreita na curva de seção de choque na investigação do mecanismo e etapa limitante do crescimento térmico de filmes de SiO2 sobre SiC. Nesse estudo, compararam-se os resultados obtidos de amostras de óxidos termicamente crescidos sobre Si e sobre SiC. Na terceira etapa, foram investigados os efeitos da irradiação iônica do SiC antes de sua oxidação nas características finais da estrutura formada. Finalmente, comparam-se os resultados da oxinitretação térmica de estruturas SiO2/SiC e SiO2/Si utilizando dois diferentes gases: NO e N2O.

Neste trabalho, propomos uma modificação do modelo de reação-difusão (R. M. C. de Almeida et al., Physics Review B, 61, 19 (2000)) incluindo difusividade variável com o objetivo principal de predizer, ou no mínimo descrever melhor, o crescimento de oxido de Si no regime de filmes nos. Estudamos o modelo reação-difusão a coeficiente de difusão, D, fixo e D variável. Estudamos extensivamente o modelo reação-difusão com D fixo caracterizando seu comportamento geral, e resolvendo numericamente o modelo com D variável para um intervalo amplo de relações DSiO2=DSi. Ambos casos apresentam comportamento assintótico parabólico das cinéticas. Obtivemos as equações analíticas que regem o regime assintótico de tais casos. Ambos os modelos apresentam interface não abrupta. Comparações das cinéticas com o modelo linear-parabólico e com dados experimentais foram feitas, e também para as espessuras da interface. Contudo nenhum dos dois modelos de reação-difusãao, com D fixo e com D varáavel, podem explicar a região de filmes nos, que possui taxa de crescimento superior a taxa de crescimento da região assintótica. Porém, ao incluir taxa de reação variável dentro do modelo de reação-difusão com D variável, este aponta para uma solução do regime de filmes nos.

O aumento de produtividade da indústria moveleira exige o emprego de usinagem a altas velocidades e com ferramentas que mantenham suas cunhas de corte afiadas por longos períodos. As ferramentas utilizadas atualmente, em geral ligas metálicas, não apresentam as características adequadas, devido ao alto desgaste das arestas de corte e também de falhas catastróficas das mesmas. Alguns dos principais fatores para essas falhas são a característica altamente abrasiva da madeira e os possíveis defeitos em sua superfície. Para a solução destes problemas é frequentemente pesquisado o uso de revestimentos de alta resistência ao desgaste. Nesse sentido, o uso de filmes de diamante depositados por CVD (Chemical Vapor Deposition) tem alta potencialidade por combinarem elevada dureza, baixo coeficiente de atrito, alta condutividade térmica e inércia química. Porém, este tipo de ferramentas ainda não é utilizado em escala industrial devido principalmente à baixa adesão entre filme e substrato. Este trabalho tem por objetivo otimizar parâmetros para aumentar a adesão de filmes de diamante CVD em substratos de metal duro (WC-Co) para a produção de ferramentas de corte para usinagem de madeira. Como resultados finais deste trabalho serão apresentadas análises comparativas do comportamento estrutural e mecânico do composto filme-substrato, bem como os resultados de usinagem de madeira a partir das ferramentas produzidas. / The machining of wood is important for several fields of applications and requires tools with sharp edges working at high speeds. At these conditions, metallic tools usually present a large abrasive wear. The common failure of the cutting tools can be related to the abrasiveness of the wood itself and to the presence of defects in its surface. A possible solution is to protect the surface of the tool with a hard coating. In this context, diamond films obtained by chemical vapor deposition are suitable due to their high hardness, low friction, high thermal conductivity and chemical inertness. However, the coating of cutting tools with diamond films is not widely used due to the weak adhesion between film and substrate. The aim of this work is to optimize the diamond film deposition parameters in order to improve the adhesion between film and the tungsten carbide (WC-Co) substrate for the production of diamond coated cutting tools for machining of wood. The obtained results are related to the structural and mechanical characterization of the film + substrate, as well as to the machining of wood with the tools produced at this work.

Neste trabalho apresenta-se um método para a geração computacional de estruturas amorfas de carbono com vínculos estruturais arbitrários. O método utiliza o algoritmo de Simulated Annealing para encontrar o mínimo global de uma Função Custo simples, mas cuidadosamente proposta para a geração de carbono amorfo. Essa Função Custo consiste em um primeiro termo que penaliza configurações de alta energia, e em um segundo que dificulta a formação de materiais que possuam átomos de carbono em hibridizações indesejáveis. Um terceiro termo opcional que segrega átomos com coordenações distintas também foi implementado, de forma a proporcionar um controle no grau de homogeneidade da estrutura final. Utilizando essa abordagem, um conjunto de 90 estruturas amorfas de carbono foi gerado, preenchendo quase todas as possíveis combinações de carbono nas hibridizações sp, sp2 e sp3. O módulo volumétrico dos materiais foi subsequentemente calculado através do potencial empírico de Brenner. Com base na aproximação de campo médio de Phillips e Thorpe, o módulo volumétrico foi ajustado em uma lei de potência, e a transição de fase de estruturas flexíveis para rígidas ocorreu para uma coordenação média zp = 2;10_0;11 com um expoente V = 1;51_0;17. Os resultados obtidos sugerem que o módulo volumétrico depende fortemente da coordenação média, o que vai de acordo com dados da literatura. No entanto, para estruturas heterogêneas, a correlação entre o módulo volumétrico e a coordenação média diminui. Utilizando as 90 estruturas geradas, construiu-se também um banco de dados de funções de distribuição radial (RDFs), e as RDFs das estruturas geradas foram comparadas com a literatura. Porém, mostrou-se que o método deste trabalho pode ser facilmente modificado para incluir efeitos como a presença de hidrogênio e defeitos químicos, e características estruturas como a presença ou não de anéis de carbono. / In this work a method to generate amorphous structures with arbitrary structural constraints is described. This method employs the Simulated Annealing algorithm to minimize a simple yet carefully tailored Cost Function (CF). The Cost Function is composed of two parts: a simple harmonic approximation for the energy-related terms and a cost that penalizes con gurations that do not have atoms in the desired coordinations. Using this approach, a set of 90 amorphous carbon structures was generated, spawning nearly all the possible combinations of sp, sp2 and sp3 hybridizations. The bulk moduli of this set of amorphous carbons structures was calculated using Brenner's potential. Following Phillips' and Thorpe's mean eld approximation, the bulk modulus for homogeneous structures was adjusted to a power law, and the oppy to rigid phase transition was found to occur at a mean coordination zp = 2;10 0;11 with an exponent = 1;51 0;17. A modi ed Cost Function that segregates carbon with di erent hybridizations is also presented, and another set of structures was generated. With this new set of amorphous materials, the correlation between the bulk modulus and the mean coordination weakens. Using the 90 generated structures, a database of radial distribution functions (RDFs) was also built, and the structures' RDFs were compared with the literature. Finally, it is shown that the method proposed can be easily modi ed to explore the e ects on physical properties of the presence hydrogen, dangling bonds, and structural features such as carbon rings.

A proposta deste trabalho foi relacionar as características morfológicas com as respostas magnéticas, resistivas e magnetorresitivas de três amostras compostas de filmes de ferro (com espessuras de 60, 120 e 245 Å) depositados, por desbaste iônico magnético, sobre silício vicinal com direção cristalográfica de corte 111. A caracterização morfológica foi realizada por Microscopia de Força Atômica (AFM) e mostra que até uma determinada espessura o filme fino de ferro cresce de forma a acompanhar a estrutura de degraus do substrato. Curvas de histerese foram obtidas apresentando uma clara anisotropia uniaxial planar que se apresenta maior na amostra de 60 Å. Medidas de resistividade elétrica mostraram que, resistivamente, as amostras são anisotrópicas (com exceção da mais espessa) apresentando menor resistividade nas direções paralelas aos degraus. Medidas de magnetorresistência pelo método padrão de quatro pontas, na amostra de 60 Å, apresentaram valores expressivos na direção paralela aos degraus, que podem ser explicados a partir de modelos já existentes para magnetorresistência anisotrópica (AMR) em amostras policristalinas. Valores expressivos da magnetorresistência foram encontrados para a amostra de 120 Å para configurações em perpendicular (método de van der Paw, onde a corrente flui na direção paralela aos degraus e a voltagem é medida perpendicularmente a eles), que podem ser explicados através do efeito Hall planar (PHE), hoje em dia bastante estudado devido a sua importância na indústria da micro e da nanoeletrônica. / In this work, the relationship between the morphological and the magnetic, resistive and magnetoresistive characteristics of three nanostructured samples was studied. These samples were constituted of nanotexturized iron thin films (60, 120 and 245 Å of thickness), deposited by Magnetron Sputtering on vicinal silicon (plane of cut in the111direction) composed of patterned plane steps. Morphological characterization was performed by Atomic Force Microscopy (AFM) which shows that up to a certain thickness the iron film grows following the structure of the substrate steps. Hysteresis curves were obtained showing a clear plane uniaxial anisotropy which is higher in the 60 Å sample. Electrical resistivity measurements showed that samples respond anisotropically (except in the thicker one), and present lower resistivity in the direction parallel to the steps. Measurements of magnetoresistance (using the four probes method) in the 60 Å sample showed significant values in the direction parallel to the steps and that can be explained based on existing models for anisotropic magnetoresistance (AMR) in polycrystalline samples. Significant magnetoresistance values were found in the 120 Å sample, in a configuration where the current flows in the direction parallel to the steps using the van der Paw method. These results can be explained by planar Hall effect (PHE) which, nowadays, is widely studied because of its importance in micro and nanoelectronics industry.

A utilização de reações nucleares ressonantes estreitas em baixas energias é uma ferramenta importante para a determinação de distribuições de elementos leves em filmes finos com resolução em profundidade subnanométrica. O objetivo do trabalho descrito ao longo da presente dissertação é aprimorar os métodos utilizados para a aquisição e interpretação das curvas experimentais. A obtenção das curvas experimentais consiste na detecção dos produtos das reações nucleares em função da energia das partículas incidentes, fazendo necessária variar a energia das partículas do feixe em passos discretos no intervalo desejado. Neste trabalho implementou-se um sistema automático para o controle e incremento da energia do feixe e monitoramento dos produtos das reações nucleares. Esse sistema de varredura automático de energia, além de aumentar consideravelmente a velocidade da medida, aumenta a qualidade das curvas experimentais obtidas. Para a interpretação das curvas de excitação experimentais, foi implementado um programa em linguagem de programação C, baseado na teoria estocástica, que permite simular numericamente as curvas de excitação. Para demonstrar a sua funcionalidade o método desenvolvido foi aplicado para verificar a estabilidade termodinâmica de filmes dielétricos ultrafinos depositados sobre silício, que foram posteriormente nitretados por plasma.

Orientador: Sidney José Lima Ribeiro / Banca: Marcelo Nalin / Banca: Rogéria Rocha Gonçalves / Resumo: A fibroína da seda extraída dos casulos do bicho-da-sêda é um co-polímero particularmente atraente para aplicações em dispositivos fotônicos e opticoeletrônicos devido a sua transparência óptica, biocompatibilidade e propriedades mecânicas. Esta tese apresenta a obtenção de suspensões e filmes iridescentes-luminescentes de fibroína contendo nanopartículas luminescentes de carbono ("carbon dots") obtidos a partir de carvão vegetal. As nanopartículas luminescentes de carbono apresentam biocompatibilidade, baixa toxicidade, propriedades de fotoluminescência interessantes e possibilidade de modificação da superfície. Redes de difração foram produzidas nestes filmes utilizando como molde um DVD comercial. Os materiais obtidos foram caracterizados por um conjunto de técnicas de análise: Microscopia de Força Atômica (AFM), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Espectroscopia de absorção na região do UVVis, Espectrofotometria de absorção molecular na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e Luminescência. Medidas de luminescência mostram que os carbon dots emitem múltiplas cores entre toda a região do visível. Planos cristalinos foram observados nas imagens de MET das nanopartículas, no qual foram asssociadas a estrutura do grafite. Pela análise de UV-Vis dos carbon dots observou-se que a absorção óptica decai gradualmente à medida em que ocorre deslocamento para o vermelho e para os filmes de fibroína observou-se ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Silk fibroin extracted from silkworm cocoons is a particularly attractive copolymer for applications in photonics and optoelectronics devices due its optical transparency, biocompatibility and high mechanical strength. This thesis presents the preparation of suspensions and iridescent-luminescent films of silk fibroin containing luminescent carbon nanoparticles (carbon dots) obtained from vegetal coal. Luminescent carbon nanoparticles present high biocompatibility, low toxicity, interesting photoluminescence properties and possibility of surface modification. Diffraction gratings were produced in these films using a commercial DVD as a template. The materials obtained were characterized by a set of analysis techniques: Atomic-Force Microscopy (AFM), Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy (TEM), UV-Visible Spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and Luminescence. Luminescence measurements show that carbon dots emit light at the entire visible region. Crystalline planes were observed in the TEM images of the nanoparticles, where upon the graphite structure was associated. By analyzing the UV-Vis spectra of the carbon dots it was observed that the optical absorption gradually decreases as the red shift occurs. In the UV-Vis spectra of the silk fibroin films it was observed a shoulder referring to the electronic transition of the tyrosine (amino acid of its composition). From the FTIR spectra it was observed that there was no change in the silk fibroin structure after addition of the carbon dots. The AFM and SEM images confirm the presence of the periodic micro-patterns on the surface of the films. The results showed that the silk fibroin films containing carbon dots have a great potential for biomedicine, mainly due to its luminescence parameters extending throughout the visible region and due to a sustainable platform with excellent optical a... / Mestre

Orientador: Eudes Borges de Araújo / Banca: Jean Richard Dasnoy Marinho / Banca: Fenelon Martinho Lima Pontes / Resumo: O presente trabalho realizou uma investigação acerca da síntese de filmes finos do sistema PMN-PT utilizando o método dos precursores óxidos, associado a uma resina polimérica resultado de uma reação de condensação entre o ácido cítrico e o etileno glicol, e algumas de suas variações a fim de investigar o impacto da rota de síntese empregada sobre as fases formadas nos filmes finos. O estudo do comportamento desta resina submetida a diversas temperaturas, através do uso da técnica de espectroscopia no infravermelho, apontou que para a rota de síntese proposta os metais são incorporados à resina polimérica através de fortes ligações coordenadas com os grupos carboxilas do ácido cítrico (COO-). Também mostrou que temperaturas acima de 400°C favorecem a decomposição da cadeia orgânica e a liberação destes metais, que podem reagir com o oxigênio formando uma fase cristalina. O uso da técnica de difratometria de raios-X para a investigação das fases formadas nos filmes finos produtos de diversas modificações na síntese, apontou principalmente a dificuldade em obter os filmes livres de fases secundárias, como pirocloro, MgNb2O3,67, Mg3Nb6O11 e Pb3O4. Os principais fatores levantados para o aparecimento destas fases são: sublimação de metais como Pb e Mg levando a mudanças na estequiometria, excesso de matéria orgânica que acarreta numa pirólise descontrolada da cadeia polimérica levando à formação de aglomerados. A composição do polímero (razão ácido cítrico:etilenoglicol) pode favorecer a formação da fase desejada. Salientando ainda que os tratamentos térmicos tem importante colaboração na formação de fases, pois a diminuição do tempo durante o qual a amostra fica exposta a uma determinada temperatura pode ajudar na formação da fase desejada. O estudo desta rota de síntese forneceu filmes finos com a fase perovskita, porém... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study conducted a research on the synthesis of PMN-PT thin films using the method of precursor oxides and some of its variants to investigate the impact of the route of synthesis employed on the phases formed in thin films. The behavior of the polymeric resin, subjected to different heat treatments, was investigated by infrared spectroscopy, showed that for the proposed route of synthesis the metals are incorporated into the polymeric resin through strong coordinated bonds with the hydroxyl group of citric acid (COO-). Temperatures above 400°C promote the pyrolysis of polymer and the release of these metals, which react with oxygen and form a crystalline phase for investigation of phases formed in thin films from changes in the synthesis, the X-ray diffraction technique was used. Mainly pointed to the difficulty to get thin films free of secondary phases, as pyrochlore, MgNb2O3,67, Mg3Nb6O11 and Pb3O4. The major factors for the appearance of these phases are: sublimation of metals such as Pb and Mg leading to losses in the composition, uncontrolled pyrolysis of a polymer chain caused by excess of the organic matter, that lead to form clusters. The composition of the polymer (ratio citric acid: ethylene glycol) may promote the perovskite phase formation. Emphasizing, the heat treatment has an important relationship on formation of phases, because the decrease of the time which the sample is exposed to heat can lead to form the desired phase, as could be observed. These route of synthesis lead to formation of perovskite phase in thin films, but the secondary phases elimination, including pirocloro, still need to be more investigated. / Mestre

Resumo: Materiais com potencial para aplicação como sensores de gás tem sido estudados desde meados dos anos 70. Conhecer o comportamento destes materiais é de fundamental importância para o sucesso de pesquisas nesta área. No presente trabalho foram sintetizadas amostras de dióxido de titânio puro e dopado com os seguintes metais: alumínio, lantânio, cobre ou tungstênio utilizando os métodos Pechini e sol gel. As amostras foram obtidas na forma de pó e filmes finos por ambos os métodos. Na preparação dos pós foram usadas duas rotas de processamento para ambos. No método Pechini variou-se a temperatura de calcinação e a concentração do dopante, no método sol gel variou-se a concentração do dopante e o procedimento, inserindo tratamento hidrotermal assistido por micro-ondas. Os pós obtidos apresentam tamanhos de partículas nanométricos com áreas superficiais entre 8 e 190 m2/g, valores de energia do band gap óptico entre 2,58 a 3,47 eV. Na preparação dos filmes a partir de solução Pechini variou-se a razão de aquecimento, durante o tratamento térmico, a concentração dos dopantes e presença de polietilenoglicol na solução. Na preparação dos nos filmes obtidos a partir de sol gel variou-se a concentração dos dopantes. Todos os filmes foram depositados sobre substrato de silício recoberto com uma camada de 300nm de oxido de silício, utilizando o processo spin-coating. Obteve-se indicativo de resposta sensora a O2 nos filmes dopados com lantânio, cobre ou tungstênio, obtidos a partir de solução Pechini, e para o filme dopado com alumínio a partir de método sol gel. / Abstract: Materials with potential applications as gas sensor have been studied since the mid seventies. The success of researchers in this area is strongly dependent on the knowledge of the behavior of these materials. In the present work, both pure and aluminum-, lanthanum-, copper- or tungsten-doped titanium dioxide samples were synthesized by the Pechini and sol gel methods. Samples were obtained as powders and thin films. Powders were prepared by two routes in each of the processes. Sintering temperature and dopant concentration were varied in the Pechini method, whereas the dopant concentration and synthesis process were varied in the sol gel method, in which the microwave-assisted hydrothermal synthesis was implemented. The powders presented nanometric particles with specific surface areas between 8 and 190 m2/g, optical band-gap energies among 2.58 and 3.47 eV. Films were deposited by means of spin-coating technique onto silicon substrates covered with a 300 nm silicon oxide layer. Films doped with La, Cu and W obtained by the Pechini method, and films doped with Al obtained by the sol gel method, showed response towards O2. / Orientador: Maria Aparecida Zaghete Bertochi / Coorientador: Rodrigo Parra / Banca: Miguel Jafelicci Junior / Banca: Cauê Ribeiro de Oliveira / Mestre