Estudos em interfaces são importantes para o completo entendimento de muitos processos em química, física e biologia. Esses sistemas são governados principalmente pelas propriedades interfaciais dos materiais. Nas duas últimas décadas, o desenvolvimento de novos métodos experimentais melhorou o nosso entendimento das propriedades interfaciais. O advento de uma série de técnicas de espectroscopia a laser baseadas em óptica não linear e o desenvolvimento das técnicas de microscopia por ponta de prova, possibilitaram estudos antes inimagináveis em superfícies e interfaces. Entre as técnicas de espectroscopia não linear, destacamos a espectroscopia por Geração de Soma de Frequências (espectroscopia SFG). Essa técnica foi desenvolvida por Shen et al. em 1987 e, desde então, é aplicada a muitos estudos em superfícies e interfaces. A espectroscopia SFG pode fornecer informações sobre a natureza química por meio do espectro vibracional e sobre o ordenamento médio das moléculas em uma única monocamada. O sinal SFG só pode ser gerado em meios não centrossimétricos, isso inclui superfícies ou interfaces entre meios centrossimétricos, onde há quebra da simetria de inversão. A combinação da espectroscopia SFG com a microscopia óptica tem sido proposta como uma nova técnica experimental para obter imagens em interfaces com sensibilidade química pelo espectro vibracional e contraste pela orientação e ordenamento das moléculas. Neste trabalho, apresentamos o desenvolvimento, construção e caracterização de um Microscópio SFG (MSFG). Esse MSFG foi especialmente projetado para estudos em superfícies ou interfaces tanto líquidas quanto sólidas. Testes iniciais de desempenho do MSFG foram realizados na interface líquido/ar da solução binária água/acetonitrila (H2O⁄CH3CN). Foram obtidas imagens do sinal SFG ressonante com o estiramento simétrico do grupo metil (CH3) da acetonitrila na interface líquido⁄ar da solução binária. Variando a fração molar da acetonitrila na solução entre 4% e 20% observamos a dependência da intensidade do sinal SFG na interface em função da fração molar de acetonitrila no volume do líquido. Testes também foram feitos em filmes Langmuir-Blodgett multicamada de ácido esteárico (CH3(CH2)16COOH). Obtivemos a espectromicroscopia SFG na ressonância dos grupos CH2 e CH3 do ácido graxo. Pelas diferenças entre os espectros SFG das regiões ordenadas e desordenadas, a espectromicroscopia revelou distribuições microscópicas do ordenamento das cadeias alquila que formam o filme. A sensibilidade da detecção do sinal SFG foi caracterizada e revelou a possibilidade de obter imagens na superfície da água em menos de um minuto. A caracterização óptica e os testes nas interfaces líquido⁄ar e sólido⁄ar demonstraram a completa capacidade do MSFG como ferramenta para investigar qualquer superfície ou interface, seja essa líquida ou sólida. / Interface studies are important for the complete understanding of many processes in chemistry, physics and biology. These systems are mainly governed by the interfacial properties of the materials. In the last two decades, the development of new experimental methods improved our understanding of interfacial properties. The advent of a host of laser spectroscopy techniques based on nonlinear optics and the development of the scanning probe microscopy techniques, opened up unimaginable possibilities of studies at surfaces and interfaces. Among these nonlinear spectroscopies we turned our attention to Sum Frequency Generation spectroscopy (SFG spectroscopy). This technique was developed by Shen et al. in 1987 and, since then, it has been applied to many studies of surfaces and interfaces. SFG spectroscopy can provide information about the chemical nature by the vibrational spectra and about the average of molecular ordering in a single monolayer. The SFG signal only can be generated in a noncentrossymetric media, this includes surfaces or interfaces between centrossymetric media, where there is a broken in the inversion symmetry. The combination of SFG spectroscopy with optical microscopy has been proposed as a novel experimental technique to obtain images at interfaces with chemical sensitivity by the vibrational spectra as well as contrast by the ordering and orientation of the molecules. In this work we present the development, construction and characterization of an SFG Microscope (SFGM). This SFGM was specially designed to perform studies on surfaces or interfaces of liquids and solids. Initial SFGM performance tests were performed at the liquid/air interface of the water/acetonitrile (H2O/CH3CN) binary solution. The images of the SFG signal were acquired on the resonance of the methyl group (CH3) of acetonitrile present at the liquid⁄air interface of the binary solution. By varying the molar fraction of acetonitrile in the solution between 4% and 20% we observed the dependency of the SFG signal intensity as a function the acetonitrile bulk mole fraction. We also performed tests in multi-layered Langmuir-Blodgett films of stearic acid (CH3(CH2)16COOH). We obtained the SFG spectromicroscopy in the resonance of CH2 and CH3 groups of the fatty acid. By the differences between the SFG spectra of ordered and disordered regions, the spectromicroscopy revealed microscopic distribution of the conformational ordering in the alkyl chains that composes the film. The sensitivity of the SFG microscope was characterized and it was shown that images could be acquired at the water surface in less than one minute. The optical characterization and the performed tests at the liquid/air and solid/air interfaces demonstrated the full capabilities of the SFGM as a tool for investigations in any liquid or solid interface.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this study is to evaluate the sound pressure level generated by different kinds of sound impact sources in buildings at frequencies between 80 - 400 Hz using different combinations of flooring and resilient material inside floating floors. Although there exists international and national standards and researches, the researchers have not been able to minimize the problem caused at low frequencies (kids jumping, falling objects, dragging furniture). Thus, it is the assessment of impact noise at low frequencies an interesting subject. Whereas different noise sources generate different impact excitation spectra which, in turn, are more or less representative of the real situation, measurements were made in the laboratory of acoustics UFSM with three sources of noise impact (two standard: tapping machine and modified tapping machine and non-standard: pear 5 kg) three types of floor (slab "bone", ceramic and laminated), two resilient materials (glass wool and EVA) and four sound source positions. The measurement task was divided into two stages with 12 or 4 microphone positions. However for question of analysis the data were divided into 12, 4 and 16 microphone positions. After data analysis it was concluded that the standard sources perform differently depending on the type of resilient material used, but the non-standard source s results differ by the type of flooring used without resilient material. The measurements with both 12 and 16 points microphone, following the same results configuration, but have significant differences with 4. It is evident, then, that the possibility of waiving the additional procedure of Annex A of ISO 10140-4:2010 is true. Another important consideration is that the data has a non-normal distribution, what proves that mean calculations should not be used, contrary to what being done to data in calculations of Ln, Li,Fmax and Ln,global. However when analyzing the data according to the calculated median for standard sources, it was observed that the values have no expressive difference compared to calculated on the average, not being necessary for this kind of excitation using the median. On the other hand, to the source non-standard values showed no persuasive value, which shows that for this type of acoustic excitation is necessary to use the median. But there relevant differences in the results obtained from the measurements with 12 and 16 microphone positions calculated according to the median. / O objetivo do presente trabalho é avaliar o nível de pressão sonora gerado por diferentes tipos de fontes sonoras de impacto em edificações, nas frequências compreendidas entre 80 Hz e 400 Hz, utilizando diferentes combinações de piso e material resiliente nos pisos flutuantes. Embora existam normas e pesquisas - internacionais e nacional - os pesquisadores ainda não conseguiram minimizar o problema causado nas baixas frequências (crianças pulando, queda de objetos, arrastar de móveis). Dessa forma, considera-se a avaliação do ruído de impacto em baixas frequências um assunto interessante. Considerando que diferentes fontes de ruído de impacto geram diferentes espectros de excitação que, por sua vez, são mais ou menos representativos para a situação real, foram feitas medições no laboratório de acústica da UFSM com três fontes geradoras de ruído de impacto (duas normalizadas: a máquina de impacto normalizada e a máquina de impacto modificada e uma não normalizada: pera de 5 kg), três tipos de piso (laje em osso , cerâmico e laminado), dois materiais resilientes (lã de vidro e EVA) e quatro posições de fonte de ruído. As medições foram divididas em duas etapas com 12 e 4 pontos de microfone. Todavia para questão de análise os dados foram separados em 12, 4 e 16 posições de microfone. Após a análise dos dados, concluiu-se que as fontes padronizadas apresentam resultados diferentes conforme o tipo de material resiliente utilizado, mas quanto a fonte não padronizada os resultados diferenciam-se pelo tipo de piso usado sem material resiliente. As medições, tanto com 12 como com 16 pontos de microfone, seguem a mesma configuração dos resultados, mas as com 4 possuem diferenças expressivas. Evidencia-se, então, que a possibilidade de dispensa do procedimento adicional do Anexo A da ISO 10140-4:2010 é verdadeira. Outra consideração importante é que os dados não tem uma distribuição normal, provando assim que não se deve usar a média nos cálculos, contrariando o que vem sendo feito até hoje, nos cálculos de Ln, de Li,Fmax e de Ln,global. Todavia ao analisar os dados calculados em função da mediana paras fontes padronizadas, observou-se que os valores não possuem diferença expressiva em relação aos calculados em função da média, não sendo necessário para este tipo de excitação o uso da mediana. Por outro lado, para a fonte não padronizada os valores apresentaram valores persuasivos, o que mostra que para este tipo de excitação acústica é necessário o uso da mediana. Mas não há diferenças relevantes nos resultados obtidos com as medições com 12 e 16 posições de microfone calculadas em função da mediana.

O projeto de estruturas e máquinas deve considerar as restrições impostas pelas condições de contorno. Tais condições podem ser de natureza dinâmica, limitando assim as faixas de frequência às quais a estrutura ou máquina pode operar. Dentre as diferentes ferramentas disponíveis para trabalhar com restrições dinâmicas, a otimização de forma se mostra como uma interessante alternativa para afastar as frequências naturais das faixas problemáticas. Um modelo de elementos finitos de malha de 4x5 elementos é correlacionado com os resultados de uma análise modal experimental, e a otimização é realizada utilizando-se o software Nastran. Após usinar a placa com a espessura otimizada, boa concordância é atingida entre os resultados experimentais e os previstos numericamente. Apesar dos bons resultados, obter a placa com 4x5 elementos, cada qual com sua espessura, foi difícil por conta das dimensões envolvidas. É mais apropriado fabricar uma superfície contínua na placa com uma geometria conhecida. Para isso, modelos com malhas mais finas são necessários no procedimento de otimização, e tal quantidade de variáveis nem sempre converge a uma solução. De fato, um modelo com 48x60 elementos para a placa estudada não convergiu a uma solução para as mesmas frequências desejadas. A contribuição principal deste trabalho é mostrar que uma interpolação (linear ou cúbica) dos resultados de uma otimização de forma de malha grossa leva à solução do problema de otimização de uma malha mais refinada. Em outras palavras, é possível obter uma geometria de superfície contínua que otimiza frequências naturais em placas a partir de modelos de elementos finitos de malha mais grossa, sendo assim desnecessários modelos de malhas muito refinadas e altos custos computacionais. / The design of structures and machines must consider the restrictions imposed by the boundary conditions. Such conditions can be of dynamic nature, thus limiting the frequency ranges that the structure/machine can operate. Among the different design tools available for dealing with dynamics restrictions, shape optimization is an interesting way of deviating natural frequencies from problematic ranges. In this work, one presents the shape optimization of a cantilever plate aiming at desired natural frequencies. A 4x5 elements grid finite element model is correlated to results from experimental modal analysis, and the optimization is done with help of Nastran software. After machining the plate with optimized thickness, good agreement is achieved between experimental and numerically predicted results. Despite successful results, machining the plate in 4x5 discrete elements with individual (stepped) thickness showed to be cumbersome. It is more appropriated to machine a smooth surface on the plate with known geometry. For that, finer grid element models are necessary in the optimization procedure, and such amount of design variables not always converge to a solution. In fact, a model with 48x60 elements for the plate in study did not converge to a solution for the same target frequencies. The main contribution of this work is showing that an interpolation (linear or cubic) of the coarser grid shape optimization results leads to the solution of a finer grid optimization problem. In other words, it is possible to obtain the smooth surface geometry that optimizes natural frequencies in plates from coarser grid finite element models, thus not requiring fine grid models and high computational costs.

Esta Tese aborda o estudo de transistores por efeito de campo orgânicos (OFETs do inglês, Organic Feld-Effect Transistors). Entender o comportamento da carga acumulada no canal do OFET, a qual é responsável pelo processo de condução elétrica no dispositivo, é de grande importância para ajudar a melhorar sua eficiência ou a propor um modelo teórico que descreva o comportamento do transistor em todos os seus regimes de operação. Vários trabalhos na literatura investigam o campo elétrico na camada semicondutora do transistor (ao longo do canal) gerado pela acumulação de cargas, porém nenhum investiga o campo na camada dielétrica de OFETs, que é diretamente proporcional à carga acumulada no canal. Investigou-se inicialmente o campo elétrico na camada dielétrica do dispositivo por meio da espectroscopia vibracional por Geração de Soma de Frequências (espectroscopia SFG do inglês, Sum-Frequency Generation). Espectros SFG obtidos nos dispositivos polarizados exibiram uma banda em ~1720 cm-1, devido ao grupo carbonila da camada dielétrica orgânica (PMMA – poli(metil metacrilato)), cuja a amplitude foi proporcional à voltagem de porta aplicada, indicando que esses grupos polares foram orientados sob ação do intenso campo elétrico no dispositivo. Esse sinal SFG induzido pelo campo pode ser devido a duas contribuições, um termo não linear de segunda ordem (devido à reorientação molecular) e outro de terceira ordem (interação entre os campos ópticos e o campo estático no volume do material). Observamos uma redução quase completa do sinal SFG em altas temperaturas (próximas da Tg do polímero dielétrico), indicando que o mecanismo de reorientação molecular é o responsável pelo sinal SFG gerado. Foram realizadas então medidas preliminares de microscopia SFG para mapear esse sinal SFG ao longo do canal de OFETs a base dos polímeros N2200 (semicondutor) e PMMA (dielétrico). Os resultados conseguem demonstrar a variação da densidade de carga acumulada no canal quando o dispositivo está polarizado e próximo à saturação. Usando Microscopia por Modulação de Carga (microscopia CMM do inglês, Charge Modulation Microscopy), que é outro método não invasivo para investigar a acumulação de cargas em um dispositivo operando, mapeamos a distribuição de carga no canal desses OFETs com alta resolução espacial (sub-micrométrica). Além disso, uma simulação da densidade de carga esperada e dos perfis de CMM foi realizada usando um modelo ambipolar para OFETs. Com base nessas simulações, propusemos uma modulação de onda quadrada do OFET, que permite uma comparação mais direta dos perfis de CMM com o perfil de densidade de carga ao longo do canal do transistor. Usando o esquema proposto, esses perfis foram medidos e comparados com o esperado com base no modelo ambipolar. Em geral os perfis de densidade de carga obtidos concordam bem com o modelo, usando apenas um único parâmetro global ajustável, exceto muito próximo do eletrodo de dreno e no regime de saturação profunda, quando os experimentos apresentam um artefato devido à eletro-absorção e não permitem uma comparação precisa com o modelo. Portanto, espera-se que esta Tese tenha contribuído para o avanço de técnicas de caracterização da distribuição de carga em OFETs, e assim melhorar o entendimento de seus mecanismos de funcionamento. / This Thesis deals with the study of Organic Field Effect Transistors (OFETs). Understanding the behavior of the accumulated charge along the OFET channel, which is responsible for the electrical conduction process in the device, is of great importance for improving its efficiency or proposing a theoretical model that describes the behavior of the transistor in all its operating regimes. Several studies in the literature investigate the electric field in the semiconductor layer of the transistor (along the channel) generated by the charge accumulation, but none investigates the field in the OFET dielectric layer, which is directly proportional to the charge accumulated in the channel. The electric field in the dielectric layer of the device was initially investigated by Sum-Frequency Generation (SFG) vibrational spectroscopy. SFG spectra obtained in the polarized devices exhibited a band at ~ 1720 cm-1, due to the carbonyl group of the organic dielectric layer (PMMA - poly (methyl methacrylate)), whose amplitude was proportional to the applied gate voltage, indicating that these polar groups were oriented by the intense electric field in the device. This field-induced SFG signal may be due to two contributions, a second order non-linear term (due to molecular reorientation) and a third order term (interaction between the optical fields and the static field in the material volume). We observed an almost complete reduction of the SFG signal at high temperatures (close to the Tg of the dielectric polymer), indicating that the molecular reorientation mechanism is responsible for the generated SFG signal. Preliminary SFG microscopy measurements were performed to map this SFG signal along the channel of OFET fabricated with N2200 (semiconductor) and PMMA (dielectric) polymers. The results demonstrate the variation of the accumulated charge density along the channel when the device is polarized and close to saturation. Using Charge Modulation Microscopy (CMM), which is another noninvasive method to investigate the accumulation of charges in an operating device, we mapped the charge distribution in the channel of these OFETs with high spatial resolution (sub-micrometer). In addition, a simulation of the expected charge density and CMM profiles was performed using an ambipolar model for OFETs. Based on these simulations, we proposed a square-wave modulation of the OFET, which allows a more direct comparison of the CMM profiles with the charge density profile. Using the proposed scheme, these profiles along the transistor channel were measured and compared with those expected from the ambipolar model. In general, the obtained charge density profiles agree well with the model, using only a single global adjustable parameter, except very close to the drain electrode and in the deep saturation regime, when the experiments have an artifact due to the electro-absorption and do not allow a precise comparison with the model. Therefore, it is expected that this Thesis has contributed to the advancement of techniques to characterize the charge distribution in OFETs, and thus improve the understanding of its operating mechanisms. Keywords: Field-effect transistors. Organic electronics. Nonlinear optics. Sum-frequency generation. Polarization of dielectrics. Charge modulation microscopy. Metal-insulator-semiconductor capacitor.

Em nível microscópico, as rochas apresentam microdefeitos que agem como concentradores locais de tensão, favorecendo a ocorrência de ruptura frágil. O entendimento desse processo requer análises experimentais em rochas submetidas a tensões de tração. O ensaio de compressão diametral é uma alternativa apropriada, pois não apresenta as dificuldades envolvidas no ensaio de tração direta. A propagação de microfissuramento em materiais frágeis produz liberação de energia na forma de ondas elásticas chamadas de emissões acústicas (EA). O monitoramento com EA permite acompanhar a propagação de dano no corpo de prova (CP), sem perturbá-lo. Nesta pesquisa, CPs de mármore e monzogranito são submetidos a ensaios de compressão diametral com deslocamentos monotônicos e cíclicos, com controle de deslocamento. Aplica-se a técnica de EA, em conjunto com análises petrográficas, análises das curvas de força versus deslocamento e exame visual, para caracterizar o seu processo de microfissuramento. A localização tridimensional das fontes de EA foi realizada inicialmente utilizando-se o software AEwin® da PASA. Foi desenvolvido um programa de localização aprimorado que incorpora o cálculo da velocidade de propagação das ondas (vp) média para cada instante em que uma fonte é localizada. O novo programa (Crack Location by Acoustic emission with P Wave Velocity determination, CLAPWaVe) mostra um claro decréscimo da velocidade de propagação com o aumento do dano. O programa desenvolvido (CLAPWaVe) mostrou melhor ajuste e maior coerência com a literatura e com a condição final rompida dos CPs do que o software AEwin. Em mármore e monzogranito o microfissuramento se inicia a 25-30% e 75-85% do carregamento de pico, respectivamente, e localiza-se na vizinhança do centro do CP. Em ambas as rochas se acumulou, também, dano na região dos apoios do CP, associado à transferência de carregamento do berço ao CP. Antes do pico de carregamento, o microfissuramento tornou-se mais denso e localizado no centro e nos apoios do CP, embora a região central ainda concentre a maior parte. Após o pico, o microfissuramento acumulou-se em uma das faces do CP, progredindo até a outra face. O monzogranito apresentou ruptura progressiva do CP, enquanto que no mármore a maior parte da superfície de ruptura já está desenvolvida imediatamente após o pico. Durante o ensaio em ambas as rochas, no núcleo central foram registradas as menores velocidades vp do CP. Na região dos apoios, embora tenha havido microfissuramento, registraram-se as maiores velocidades vp no CP, pois o confinamento produzido pelo contato com o berço aumentou localmente a rigidez do CP. A distribuição não homogênea de vp no CP revelou que a consideração desse parâmetro como constante e igual à condição intacta ao longo do ensaio, como comumente encontrado na literatura, não representa a condição real do CP danificado. O microfissuramento no monzogranito se propaga principalmente através dos cristais de quartzo, seguindo um caminho tortuoso subparalelo à direção de carregamento e liberando altos níveis de energia absoluta. No mármore, a propagação segue os planos de clivagem da calcita, liberando níveis baixos de energia absoluta. Os histogramas da distribuição espacial da resistência em ambas as rochas mostraram bom ajuste a uma distribuição de Weibull, porém o monzogranito mostrou melhor ajuste e menor variabilidade que o mármore. As análises dos sinais no domínio das frequências mostraram que o microfissuramento é caracterizado por emissões de banda larga. / At microscopic level, rocks exhibit microflaws, which act as local stress concentrators, favoring the occurrence of brittle failure. The understanding of this process requires experimental analyses of rock specimens under tensile stresses. The diametral compression test is an adequate alternative for such a studies, because it does not present the difficulties of direct tension tests. Crack propagation in brittle materials releases energy as transient elastic waves known as acoustic emission (AE). Monitoring with AE enables an insight into the cracking process without affecting the integrity of the sample. In this work, marble and monzogranite specimens were subjected to monotonic and cyclic displacementcontrolled diametral compression tests. The AE monitoring technique was applied in conjunction with petrographic analyses, interpretation of the load versus displacement curves and visual examination of the samples for the characterization of their cracking process. The three-dimensional localization of the AE sources was initially carried out by using the software AEwin® from PASA. An improved localization software, which considers the P-wave velocity variation along the damage process (vp) for each AE source was developed. The developed software (Crack Location by Acoustic emission with P Wave Velocity determination, CLAPWaVe) has shown greater consistency with literature and the final cracked samples and better accuracy than AEwin. Microcracking in monzogranite and marble initiated at 25-30% and 75-80% of the peak load, respectively, and is located at the center of the specimen. In addition, both rocks showed concentrated microcracking close to the region of contact between the specimen and the loading platens, related to the loading transference along the loading edge. Before peak load, microcracking becomes denser and localized at the center and the contact region of the specimen, although, the central region still concentrates the main portion of the damage. After the peak load, new microcracks were first concentrated on one of the faces at the center of the specimen and then propagated through its thickness all the way to the other face. The progressive failure in monzogranite extended through to the end of the test, while in marble the main portion of the failure surface of the specimen developed just after peak. During the whole test in both rocks, the lowest velocities (vp) of the specimen were recorded in the central core. Although microcracking was induced at the contact region, the highest velocities vp of the specimen were registered there, because of the confinement effect produced by the platens, which lead to a local increase in the stiffness of the specimen. The non-homogeneous distribution of vp in the specimen has revealed that the utilization of this parameter as a constant and equal to the value measured in the specimen before testing (as usually adopted in the literature), does not represent the real condition of the damaged specimen. In monzogranite, microcracks propagate mainly through quartz crystals, following a tortuous path subparallel to the loading direction, by releasing high-level of absolute energy, while in marble the propagation of microcracks follows the cleavage planes of calcite, by releasing low-level of absolute energy. The histograms of spatial strength distribution in both rocks have shown good adjustment to a Weibull distribution, but monzogranite exhibited a more accurate adjustment with lower variability than marble. The analysis of signals in the frequency domain showed that the microcracking is characterized by wide band emissions.

Estudos de interface têm presenciado um recente crescimento devido as novas propriedades físico-químicas, que puderam ser explorados com o advento de técnicas com resolução ao nível molecular/atômico. Dessas técnicas, dois ramos que merecem destaque são as Microscopias de Varredura por Ponta de Prova e Espectroscopias Óticas. Neste trabalho fazemos uso de algumas destas técnicas (o Microscópio de Tunelamento de Elétrons e Espectroscopia Vibracional por Geração de Soma de Freqüências) para estudar a adsorção de moléculas alifáticas e aromáticas em Au. Dois casos são abordados: como a rugosidade do substrato influencia no mecanismo de automontagem de monocamadas de alcanotióis e a automontagem de derivados de uracil em interfaces eletroquímicas. No primeiro caso, mostra-se que a quantidade de defeitos moleculares na monocamada adsorvida e extremamente sensível a rugosidade do substrato utilizado. Unem-se os resultados das técnicas acima aos resultados de sondas eletroquímica para se chegar a um modelo. Também e estudado a dependência das etapas de fisisorção e quimisorção em função da concentração da solução de alcanotiól. Para o segundo caso, um derivado halogenado do uracil (5-fluorouracil), mostra-se como a substituição química na base nitrogenada leva a diferentes mecanismos de formação de monocamadas na interface eletroquímica. Imagens de Microscopia de Tunelamento de Elétrons com resolução atômica e molecular mostram que em densidade de cargas negativas as moléculas estão fisisorvidas, porém não formam estruturas periódicas em contraste com uracil e timina, entretanto em densidades de cargas positivas formam estruturas periódicas quimisorvidas, assim como uracil e timina. E discutido como são diferentes os mecanismos de interação intermolecular: no caso dos alcanotiois preponderando às interações de van der Waals e no caso dos derivados de uracil pelas ligações via pontes de hidrogênio são dominantes. / Interface science has experienced a new rebirth since the development of new probes with atomic/molecular resolution, giving new insights about the physical-chemical properties, which differ substantially from the bulk. Among these techniques, two branches deserve special attention: the Scanning Probe Microscopies and Optical Spectroscopy. In this work, two derivatives of theses techniques (the Scanning Tunnelling Microscopy and Vibrational Spectroscopy by Sum-Frequency Generation) are combined giving new insights about the molecular adsorption onto Au. Two examples are focused: how roughness plays a key role in the structure of self-assembled alkanethiol monolayer and the uracil derivatives self-assembling at electrochemical interfaces. For the former, it has been shown that the amount of defects on the adsorbed monolayer is highly sensitive to substrate roughness. Combining the results of each technique with a well-known electrochemical probe, a physical model is proposed. The physisorbed and chemisorbed states are studied as a function of alkanethiol solution concentration as well. For the later case, the chemical substitution of uracil leads to drastically different results for the physisorbed phase (negative charge densities), compared to uracil and thymine. In the chemisorbed phase (positive charge densities) imaging with molecular resolution is achieved showing a quasi-hexagonal structure, similar to the structure of thymine and uracil. It is discussed what are the main driving forces for the self-assembling mechanism: van der Waal interactions for the alkanethiols and hydrogen bonding for uracil derivatives.

O tema do conforto na automobilística é bastante extenso e possuidor de muitas interpretações. A ideia central deste trabalho é definir e direcionar alguns métricos para que, durante as fases de conceituação e desenvolvimento de um veículo, seja possível ter um direcional de definição de componentes e atributos veiculares de modo a facilitar o direcionamento dos atributos no programa veicular, e assim atingir suas necessidades. Como exemplo empregado, é empregado um veículo de plataforma tipo B em desenvolvimento por uma montadora, o qual teve as molas de suspensão definidas e rigidezes laterais de eixos com base em material técnico interno equivalente aos estudos apresentados neste trabalho. É adotada uma abordagem inicialmente empírica conforme os primeiros estudos de suspensões independentes realizados neste continente, depois o trabalho é complementado com exigências de normas especificas para vibrações (ISO2361, ISO5008, BS6055) de modo a caracterizar energia vibracional e a interpretação pelo ser humano. Porém como hoje em dia as suspensões automotivas são muito mais complexas, existem componentes específicos para as várias condições de solicitação, deste modo a análise é limitada a situações de ride (conforto) primário e handling (dirigibilidade) em situações de sublimite na faixa linear (cerca de 0,5 g). Como conclusão dos estudos, é possível ter em um veículo atributos de estabilidade sem necessariamente prejudicar o conforto, pois sendo definidos corretamente os componentes elásticos da dinâmica vertical para situações estacionárias e de ride primário, é definido seu equilíbrio estacionário e assim não é necessário comprometimento dos atributos de outros componentes para compensar alguma deficiência existente. / The range of assumptions for ride comfort is considered very wide in the automotive world and they can assume lots of possible interpretations. The central idea in this work is define and manage some metrics that, during the concept and development phases of a vehicular program, be possible to follow a better direction for the attributes development and so reach the program targets. As the example in this work, a B platform typical vehicle is used and it is under development in a carmaker, its suspension springs and axle roll stiffness were setup with technical information similar to the ones presented in this work. The initial approach is empiric as occurred with the first independent suspension system studies in this continent and in the sequence, the work is complemented with standards for vibrational issues (ISO2361, ISO5008, BS6055), after this, finally how the vibrational energy is defined and perceived by human beings. The automotive suspensions of current days are very complex and there are lots of specific components to do a specific work, so the analysis are limited to primary ride and sub limit handling (up to 0,5 g). As conclusion, its possible setup a car that is comfortable and stable in the same time, since the elastic components for the vertical dynamics and steady state conditions are correctly set, so its correct balance is reached and no other components attributes are compromised to compensate any deficiency.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work researches on free and forced vibrations of a double beam coupled system. The system is regarded as two Euler-Bernoulli beams which are parallel, have the same length, are simply supported and are connected through a viscoelastic layer. Natural frequencies and their mode shapes, also called eigenfunctions, of the coupled system are obtained through a uniform beam methodology which uses the free dynamical basis to represent the solution of the the modal equation. This study uses modal analysis and block matrix formulation, while the dynamical basis used to represent the modal solution is obtained from the dynamical solution of a fourth order differential equation whose coefficients are just those of the original problem. The natural frequencies and mode shapes of the undamped system are determined for several values of beam parameters. For the damped case, damping ratios of each beam and also of the viscoelastic layer (which characterizes the coupling the system) are considered. The forced response is represented using matrix impulse response, which is the solution of an initial value problem with impulsive initial conditions. / Neste trabalho é realizado um estudo sobre vibrações livres e forçadas de um sistema de dupla viga acoplado. O sistema é composto por duas vigas do tipo Euler-Bernoulli, paralelas, de mesmo comprimento, simplesmente apoiadas e conectadas por uma camada viscoelástica. São obtidas as frequências naturais e os modos de vibração ou autofunções do sistema acoplado utilizando uma metodologia para vigas uniformes, que usa a base dinâmica para escrever a solução da equação modal. O estudo é realizado através da análise modal e de uma formulação matricial em blocos, e a base dinâmica usada para escrever a solução da equação modal é gerada pela solução dinâmica de uma equação diferencial de quarta ordem cujos coeficientes são os mesmos do problema considerado. As frequências naturais e os modos de vibração para o sistema não amortecido são determinados para vários valores dos parâmetros da viga. Para o caso amortecido, consideramos o amortecimento individual em cada viga e o amortecimento que compõe a camada viscoelástica o qual caracteriza o acoplamento no sistema. A resposta forçada do sistema é escrita em função da resposta impulso matricial que é solução de um problema de valor inicial com condições iniciais impulsivas.

Two-photon absorption and two-photon excitation fluorescence of salicylaldehyde azine crystals were investigated. It was observed an intense visible fiuorescence when this material was excited with a laser tuned at the near infrared region. Varying the laser intensity we identified this phenomenon as a simultaneous two-photon laser absorption process. Using open aperture Z-scan measurements we characterized this two-photon absorption phenomenon and measured the value of the two-photon absorption crosssection of this molecule to be equal to 87 GM. Our results indicate that this is a promising organic material aiming nonlinear photonics applications. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / Neste trabalho foram investigados os efeitos físicos de Absorção não linear de dois fótons e fluorescência assistida por absoção de dois fótons em cristais orgânicos de salicilaldeído azina. Observou-se uma intensa fluorescência na região visível do espectro, quando este material foi excitado com um laser sintonizado na região do infravermelho próximo. Variando a intensidade do laser, esse fenômeno foi identificado como um processo de absorção simultânea de dois fótons do laser. Usando a técnica de varredura Z fenda aberta, esse efeito de absorção de dois fótons foi caracterizado e a seção de choque de absorção de dois fótons medida para esta molécula foi igual a 87 GM. Esses resultados indicam que essa molécula é um material orgânico promissor para o desenvolvimento de aplicações fotônicas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Retido.pdf: 19733 bytes, checksum: 6aad255badc436a06364517de2344ab6 (MD5) Previous issue date: 2012-04-26 / Universidade Federal de Minas Gerais / The goal of the present study was to determine if nitric oxide (NO) acting on brain of frogs presents an inhibitory tonus on mean arterial blood pressure (MAP) and heart rate (HR) by reducing the sympathetic activity dependent on α and/or β adrenergic receptors during winter and spring/summer seasons. Thus, body temperature and MAP was measured by a telemetry device implanted into the abdominal cavity of American bullfrogs, with the catheter of the device inserted into the left aortic arch for AP and HR measurements. Additionally, blood cell flux was measured using a laser Doppler flowmeter sutured to the pelvic skin to calculate cutaneous vascular condutance (CVC). A guide cannula was implanted into brain lateral ventricle for injections of L-NMMA (non selective NO synthase inhibitor) or mCSF (mock cerebrospinal fluid, vehycle) and a PE cannula was inserted in the femoral vein for bolus injections of adrenergic antagonists, prazosin (α1) and sotalol (β), and agonists, phenylephrine (α1) and isoproterenol (β) or Ringer solution. Animals were maintained at 25 °C during all the experiments. Mean AP, but not HR, was greater during winter than spring/summer. L-NMMA increased MAP, but did not change HR, during both seasons. The pre-treatment with prazosin attenuated and soltalol accentuated the hypertensive effect of LNMMA in both seasons. We conclude that NO seems to act on the brain of frogs as a hypotensive agent via, at least in part, the inhibition of the symphathetic activity dependent on α, and β, adrenergic receptors. / O objetivo do presente trabalho foi determinar se o óxido nítrico (NO) atuando no SNC de rãs apresenta tônus inibitório sobre a pressão arterial média (PAM) e a frequência cardíaca (FC) reduzindo a atividade simpática dependente de receptores a e/ou b adrenérgicos durante o inverno e a primavera/verão. Desta forma, a temperatura corporal e a PAM foram mensuradas por meio de um transmissor de telemetria implantado na cavidade abdominal de rãs-touro, e o cateter do transmissor foi inserido no arco aórtico esquerdo para as medidas de pressão arterial e FC. Adicionalmente, o fluxo de células sanguíneas foi avaliado por meio de um sensor a laser Doppler suturado à pele da região pélvica ventral do animal para as medidas de condutância vascular cutânea (CVC). Uma cânula foi implantada no ventrículo lateral para injeções de L-NMMA (inibidor não seletivo da NOS) ou líquor artificial (veículo) e uma cânula de polietileno PE50 foi inserida na veia femoral para injeções in bolus de antagonistas adrenérgicos, prazosin (α1) e sotalol (β), e agonistas, fenilefrina (α1) e isoproterenol (β) ou solução Ringer. Os animais foram mantidos a 25 °C durante todos os experimentos. A PAM, mas não a FC, foi maior no inverno em relação à primavera/verão. A CVC da região pélvica ventral foi maior no inverno em relação à primavera/verão. O L-NMMA aumentou a PAM e diminuiu a CVC, mas não alterou a FC, durante ambas as estações. O pré-tratamento com prazosin atenuou e o sotalol acentuou o efeito pressor do L-NMMA em ambas as estações. Podemos concluir que o NO parece atuar no encéfalo de rãs como um agente hipotensor via, em parte, inibição da atividade simpática dependente de receptores alfa vasoconstritores e beta adrenérgicos vasodilatadores.