Foi estudada a dissociação multifotônica do éter dietílico induzida por absorção de luz infravermelha, proveniente de um laser de CO2, tipo TEA.Na irradiação com a linha P(20) da banda 0001-0200 (1046 cm -1 ), os produtos observados por análise espectroscópica infravermelha e cromatografia em fase gasosa foram:H2,CO,CH4,C2H2,C2H4, C2H6, CH3CHO e C2H5OH.A eficiência de dissociação foi proporcional às pressões iniciais de éter a uma potência fixa e crescente em função da potência do laser a uma pressão fixa. A eficiência com relação ao comprimento de onda do laser seguiu aproximadamente o espectro de absorção I.V. do éter, sugerindo que a dissociação seja iniciada por um processo de absorção multifotônica ressonante. 0 estudo da variação do rendimento individual dos produtos em função da potência apresentou um comportamento crescente para todos os produtos, enquanto que a variação do rendimento individual dos mesmos em função da pressão inicial de éter para CO e CH4 foram crescentes e para C2H6, CH3CHO e C2H5OH foram decrescentes; o comportamento do C2H4 foi linear e quase constante, o que sugere que ele se forme por dissociação unimolecular do éter, enquanto que a formação de CO, CH4 e C2H6deve envolver processos colisionais. Na irradiação de misturas de éter com argônio, neônio, hidrogênio, hélio e N20, os rendimentos individuais absolutos cairam, possivelmente porque tais gases agem como desativadores de moléculas de éter excitadas pelo laser, por transferência de energia V-T. Adicionando-se ao éter um captador de radicais, no caso NO, foi verificado apenas um pequeno aumento no rendimento relativo de CH4 em detrimento do C2H6. Na irradiação o do sistema éter/oxigênio foi observada a quebra dielétrica do sistema, tratando-se este fenômeno de uma verdadeira combustão, uma vez que o processo todo é desencadeado com apenas um pulso do laser para pressões acima de 40,0 Torr de 02,sendo CO2o produto principal. Entretanto, abaixo do limiar de quebra dielétrica o rendimento individual dos produtos foi crescente com o aumento do número de pulsos e também em função do aumento da pressão de 02, exceto o etanol que neste último estudo decresceu. Neste caso, os produtos observados foram os mesmos que no éter puro, exceto pequena quantidade de CO2. Em síntese, o C2H4 e C2H5OH devem se formar da dissociação unimolecular do éter, ao passo que H2 , CO, CH4 , C2H2 , C2H6 e CH3CHO são obtidos, em sua maior parte, através de reações que envolvem processos colisionais, radicalares ou não. / The photodissociation of diethyl ether induced by infrared multiphoton absorption from focused radiation of a TEA CO2 laser was investigated. After irradiating with the P(20) line of the 0001-0200 band (1046 cm-1) the decomposition products were analyzed by IR spectroscopy and gas chromatography. Hydrogen, carbon monoxide, methane, ethylene, acetylene, ethane, acetaldehyde and ethanol were detected. The overall decomposition efficiency was proportional to the initial pressure for a fixed irradiation energy, and increases with pulse energy at constant sample pressure. The decomposition efficiency was also observed to be wavelength dependent and followed, roughly, the IR absorption spectrum profile suggesting a resonant multiphoton absorption initiated reaction. Individual product yields were found to increase by increasing pulse energies. The variation of the initial ether pressure showed increasing yields for CO and CH4, and decreasing yields for C2H6, CH3 CHO and C2H5OH. The C2H4 yield was almost constant with sample pressure, suggesting that it is formed through unimolecular decomposition, while the formation of CO, CH4 and C2H6 must involve collisional processes. The use of argon, helium, neon, hydrogen, and nitrous oxide as buffer gases decreases the absolute product yields, probably due to the deactivation of excited molecules via collisional V-T energy transfer. The use of a free radical scavenger, nitric oxide,indicated a small increase for CH4 yield and a decrease for C2H6. When irradiating ether/oxygen mixtures, a strong reaction initiated by dielectric breakdown was observed. This phenomenon occurs with one laser pulse when the oxygen pressure is above 40 Torr, and is practically a true combustion, resulting in the formation of CO2 as the major product and traces of CO. However, under the threshold for dielectric breakdown the products yields increase when increasing the number of pulses and 02 pressure. In this case the products are the same as in neat ether, except for small quantities of CO2.

Neste trabalho, descrevemos a construção de uma armadilha óptica de dipolo, tipo Quest, para átomos de Rydberg utilizando um laser de CO2 de alta potência. A amostra aprisionada apresenta aproximadamente 3 × 106 átomos de 85Rb numa densidade 4 × 1011 átomos/cm3, em temperaturas da ordem 30 µK. O tempo de vida da armadilha é da ordem de 200 ms. Neste sistema, observamos a fotoionização dos estados de Rydberg devido ao laser de CO2 em 10, 6 µm, contudo fomos incapazes de quantificá-lo. Além disso, medimos o tempo de vida do estado 37D do Rb na armadilha de dipolo, o resultado foi compatível ao encontrado na literatura. Em suma, o sistema esta operante para experimentos mais complexos. / In this work, we describe the implementation of a QUEST dipole trap for Rydberg atoms using a CO2 high power laser. The trapped atomic sample has approximately 3 × 106 85Rb atoms, at a density of 4 × 1011 atoms/cm3 and a temperature of about 30 µK. The trap lifetime is about 200 ms. We observed photoionization of the Rydberg states due to the CO2 laser at 10, 6 µK, however we were unable to quantify it. Furthermore, we measured the 37D state lifetime of the Rb in the dipole trap, the experimental result was in agreement with the literature. In summary, the system is fully operating for more complex experiments.

Recently the laser sintering process has attracted the attention of researchers due to advantages such as: possibility of using very high heating and cooling rates, possibility of sintering materials with high melting point, among others. It has been observed that each material responds differently to the incident laser radiation, i.e., the same power density can generate different temperatures and temperature gradients that depend of the physics characteristics of the material. The correlation between these properties and the laser sintering process has been scarcely discussed in the literature, thus become it an important study subject for laser sintering process optimization. In this doctoral study, the main objective was the study of the laser sintering kinetics of common oxides, making a comparative study between experimental results and simulations of Fourier´s Law for heat conduction in solids. Ceramic bodies of TiO2, ZnO, CaTiO3 and Y2O3 pure and doped were produced starting from powders synthesized by the polymeric precursors method. For the production and characterization of the samples were used the Differential Thermal Analysis, Thermogravimetry, X-Ray Diffraction, Dilatometry, Scanning Electron Microscopy, radioluminescence, X-ray Fluorescence Spectroscopy and Impedance Spectroscopy. The four studied compositions obtained presented single crystalline phase. The numeric solution of the heat flow equation for Gaussian e Linear profiles allowed the analyses of specific situations of the temperature in function of the thermal conductivity, spot size, sample thickness and optical absorption coefficient. Significant correlations between the experimental observations and simulated data were obtained, mainly in the analyzes of the thermal properties. The results presented in the present work strengthen the understanding of the laser sintering technique for oxide systems and allow a considerable advance for the study of new systems. / Recentemente o processo de sinterização a laser tem atraído a atenção de pesquisadores devido a vantagens como: possibilidade de utilização de altíssimas taxas de aquecimento e resfriamento, possibilidade de sinterização de materiais com alto ponto de fusão, entre outras. É observado que cada material responde de maneira diferente à radiação laser incidente, ou seja, uma mesma densidade de potência pode gerar diferentes temperaturas e gradientes de temperatura a depender das características físico-químicas do material. A correlação entre estas propriedades e o processo de sinterização a laser tem sido pouco abordada na literatura científica, tornando-se desta forma um importante objeto de estudo para otimização do processo de sinterização a laser. Este trabalho de doutoramento teve como objetivo principal o estudo da cinética de sinterização laser de óxidos comuns pelo estudo comparativo entre resultados experimentais e simulações da lei de Fourier para condução de calor em sólidos. Foram produzidos corpos cerâmicos de TiO2, ZnO:Bi, CaTiO3 e Y2O3 puros e dopados com íons divalentes partindo de pós sintetizados pelo método dos precursores poliméricos. Para a produção e caracterização das amostras foram utilizadas as técnicas de Análise Térmica Diferencial, Termogravimetria, Difração de raios X, Dilatometria, Microscopia Eletrônica de Varredura, Radioluminescência, Fluorescência de raios X e Espectroscopia de Impedância. As quatro composições estudadas apresentaram fase cristalina única. A resolução numérica da equação do fluxo de calor para perfis de feixe gaussiano e linear permitiu a análise de situações específicas de temperatura em função da condutividade térmica para diversos óxidos, largura do feixe, espessura da amostra e coeficiente de absorção óptica. Correlações importantes entre as observações experimentais e os dados simulados foram obtidos, principalmente na análise das propriedades térmicas. Os resultados apresentados no presente trabalho fortalecem o entendimento da técnica de sinterização a laser para sistemas óxidos e permitirá um avanço considerável para o estudo de novos sistemas.

Orientador: Rubens Maciel Filho, Andre Jardini Munhoz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T13:50:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CelisAriza_OscarJavier_M.pdf: 4398609 bytes, checksum: 42adde2f8e141979345e9197e4cffadf (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Esta dissertação tem como foco estudar e propor um procedimento alternativo de craqueamento térmico de resíduos de petróleos pesados e ultra pesados por radiação laser. As principais vantagens dessa técnica estão relacionadas com a economia e a praticidade obtidas nas atividades de refino de petróleo, ao se tornar desnecessário, por exemplo, o uso de catalisadores e de grandes fornalhas nas etapas de craqueamento, reduzindo os altos custos operacionais típicos desses processos. A técnica proposta consistiu na utilização de um sistema laser de CO2 e scanner óptico de varredura. Assim, gerou-se um laser o qual foi incidido diretamente no resíduo de petróleo, fornecendo à amostra uma energia térmica suficiente para ocorrer o rompimento das cadeias dos hidrocarbonetos. Inicialmente, para se definir as condições de processo, os resíduos pesados e ultra pesados obtidos da destilação molecular tiveram suas propriedades físico-químicas (condutividade térmica (k), profundidade de absorção (d), densidade (?), peso molecular (PM) ) e térmicas (capacidade calorífica (Cp), entalpia (H) e temperatura de craqueamento (Tcrack)caracterizadas, sendo estas últimas determinadas através da técnica de calorimetria diferencial de varredura (DSC). A caracterização química dos hidrocarbonetos presentes antes e depois da irradiação foi feita num sistema de cromatografia gasosa acoplada à espectroscopia de massas (CG/EM), com uma prévia separação das frações parafínicas com o uso de coluna cromatográfica aberta. Uma condição experimental de irradiação utilizada consistiu na operação do laser de CO2 a uma potência de 25 W e a uma velocidade de varredura de 1595 mm/s sob a superfície dos resíduos ultra pesados produzindo um aumento em hidrocarbonetos característicos em C8-C10, sendo a maioria identificada como frações aromáticas (etilbenzeno, s-xileno e ?-xileno). Além disso, composto de hidrocarbonetos C25-C36 foram produzidos nos resíduos com maior peso molecular. Com as propriedades ópticas, térmicas e físico-químicas das amostras determinadas, esenvolveu-se para este processo um modelo matemático determinístico, cujas equações foram resolvidas pela técnica de elementos finitos, através do uso do software ANSYS. Os resultados de simulação juntamente com os dados experimentais permitiram identificar para a condição de irradiação estudada o comportamento térmico (transferência de calor) e as reações de craqueamento, tornando possível a estimativa da seletividade dos produtos obtidos após a incidência do laser. / Abstract: This dissertation focuses on studying and proposing an alternative procedure for the thermal cracking of heavy and ultra heavy oil residue fractions by the use of laser radiation. The main advantages to that technique include and a better operation with cost-savings, since no catalysts or big furnaces are needed, decreasing then the high costs intrinsic to the oil cracking processes. The proposed technique consisted in the use of a CO2 laser and an optical scanner system. The laser beam was focused directly on the oil residue and the supplied energy was enough to break thermally the hydrocarbon molecules. With the purpose of setting the operational conditions of the laser incidence, the heavy and ultra heavy oil residues obtained from molecular distillation had their physical-chemical (thermal conductivity (k), absorption depth (d), density (?), molecular weight (PM) ) and thermal properties (heat capacity(Cp), enthalpy (H) and cracking temperature (Tcrack) characterized, the last ones by the use of differential scanning calorimetry (DSC). The characterization of hydrocarbons founded before and after irradiation was performed in a gas chromatography-mass spectrometry system (CG/MS) with a previous n-paraffin fractions separation by an open chromatograph column. One experimental irradiation condition with a power of 25 W and scanning speed of 1595 mm/s were used on the heavy and ultra heavy oil residue surfaces. The hydrocarbon numbers in C8-C10 were increased and a large proportion of aromatic fractions (ethyl benzene, s-xylene and ?-xylene) was identified. Furthermore, hydrocarbon compounds of C25-C36 were produced in the heavy oil fractions with highest molecular weight. With the values of optical, thermal and physical-chemical properties, it was developed a deterministic mathematical model whose equations were resolved by finite element technique in ANSYS software. The results of the simulation and the experimental data led to an identification of the thermal behavior and cracking reactions under the irradiation condition. Also, the product selectivity obtained after CO2 laser incidence could be estimated. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Estudos têm mostrado que a dentina pode ser modificada pelo laser pulsado de CO2 tornando-a um substrato mais ácido-resistente. Este estudo in vitro se propôs a estabelecer parâmetros seguros e efetivos de um laser pulsado de CO2 com comprimento de onda 10,6 ?m e avaliou seu efeito sobre a morfologia superficial e a composição química, assim como sobre a redução da desmineralização da dentina radicular. Noventa e cinco superfícies radiculares humanas obtidas de quarenta e oito terceiros molares foram aleatoriamente divididas em 5 grupos (n=15 para o grupo de controle e n=20 para os grupos irradiados com laser): G1 - Nenhum tratamento (controle), G2 - 2,5 J/cm2, G3 - 4,0 J/cm2, G4 - 5,0 J/cm2 e G5 - 6,0 J/cm2. A temperatura intrapulpar foi mensurada por meio de análise termográfica com termômetro de radiação infravermelha, as modificações químicas, por meio de espectroscopia FT-Raman e as alterações morfológicas por meio de microscopia eletrônica de varredura. Após o tratamento da superfície, os espécimes foram submetidos a 7 dias de ciclagem de pH, permanecendo diariamente em soluções desmineralizadora e remineralizadora por 3 h e 21 h, respectivamente. Após o desafio ácido, os espécimes foram seccionados e a perda mineral foi determinada por meio do teste de microdureza Knoop (5 g, 5 seg) em profundidades pré-determinadas em relação à superfície de dentina radicular (20 ?m - 275 ?m). Para todos os grupos irradiados, as mudanças de temperatura intrapulpar mostraram-se abaixo de 0,9°C. A espectroscopia FT-Raman não evidenciou alterações químicas entre os espécimes não-irradiados e os irradiados com laser de CO2. Entretanto a análise em microscópio eletrônico de varredura indicou que as densidades de energia a partir de 4,0 J/cm2 foram suficientes para induzir mudanças morfológicas na dentina radicular. Adicionalmente, para as densidades de energia iguais ou superiores a 4,0 J/cm2, foram observados efeitos de redução da desmineralização da dentina radicular induzidos pela irradiação laser. Pode-se concluir que densidades de energia em torno de 4,0 a 6,0 J/cm2 podem ser aplicadas à dentina radicular, a fim de promover mudanças morfológicas e reduzir a reatividade ácida da mesma, sem comprometer a vitalidade pulpar. / Studies have shown that dentin can be modified by pulsed CO2 laser to form a more acid-resistant substrate. This in vitro research aimed to establish safe parameters of a pulsed study 10.6 ?m CO2 laser and evaluate its effect on chemical and morphological features in dentinal surface, as well as on the reduction of root dentin demineralization. Ninety five human root surfaces obtained from forty eight third molars were randomly divided in 5 groups (n=15 for control group and n=20 for laser groups): G1 - No treatment (control), G2 -2.5 J/cm2, G3 - 4.0 J/cm2, G4 - 5.0 J/cm2 and G5 - 6.0 J/cm2. Intrapulpal temperature was evaluated during dentin irradiation by an infrared thermometer, chemical modifications by FT-Raman spectroscopy, and morphological modifications by SEM. After the surface treatment, the specimens were submitted to a 7 days pH-cycling model, consisted of the daily immersion in demineralizing and remineralizing solutions for 3 h and 21 h, respectively. After the acid challenge, the specimens were sectioned and the mineral loss was determined by means of cross-sectional Knoop microhardness (5 g, 5 sec) at different depths from the dentin root surface (20 ?m - 275 ?m). For all irradiated groups, intrapulpal temperature changes were below 0.9°C. FT-Raman spectroscopy did not show chemical changes in the irradiated specimens. However, scanning electron microscopy images indicated that fluences as low as 4.0 J/cm2 were sufficient to induce morphological changes in root dentin. Additionally, for fluences reaching or exceeding 4.0 J/cm2, laser-induced inhibitory effects on root dentin demineralization were observed. It was thus concluded that the laser energy density in the range of 4.0 to 6.0 J/cm2 could be applied to dental root dentin in order to produce morphological changes and reduce the acid reactivity of dentin without compromising the pulp vitality.

Diante da importância e prevalência da erosão em crianças, devido principalmente ao refluxo gastroesofágico e da ausência de estudos na literatura sobre os efeitos do laser de CO2 no controle da erosão induzida por ácido clorídrico, o objetivo deste estudo foi determinar a influência in vitro de diferentes potências do laser de CO2 associado ao fluoreto estanhoso a 0,4% no controle da erosão induzida por ácido clorídrico em esmalte de dentes decíduos, por meio da análise do desgaste e da permeabilidade. Sessenta dentes decíduos foram utilizados para a obtenção de 120 fragmentos de esmalte (3x3 mm). Os fragmentos foram planificados, polidos e montados em blocos de resina acrílica. Duas fitas adesivas foram colocadas na superfície, deixando uma área de 3x1mm2 exposta. Para a formação das lesões de erosão, os espécimes foram submetidos a um desafio ácido de 4 ciclos por 2 minutos cada, com solução de ácido clorídrico a 0,01 M (pH 2). A análise do desgaste inicial foi calculada por perfilometria óptica e usada para selecionar 104 espécimes. Estes foram aleatoriamente divididos em 8 grupos, de acordo com a aplicação de flúor (presente- gel de fluoreto estanhoso a 0,4% e ausente-controle) e potência do laser de CO2 (sem irradiação-controle, 0,5 W, 1 W, 1,5 W). Metade dos espécimes foram submetidos a uma única aplicação do gel fluoretado por 1 minuto com o auxílio de um microbrush. A irradiação com laser de CO2 foi realizada no modo ultrapulso, duração do pulso de 100µs e desfocado a uma distância de 4 mm do esmalte. Após a realização dos tratamentos, desafios erosivos sucessivos foram realizados durante 5 dias, utilizando o mesmo protocolo descrito anteriormente. A análise do desgaste final foi calculada por perfilometria óptica. Para análise da permeabilidade, os espécimes foram submetidos a um método de coloração histoquímica, utilizando-se soluções de sulfato de cobre e de ácido rubeânico. Da região delimitada, obtiveram-se secções que foram digitalizadas sob microscopia óptica e submetidas à avaliação da penetração de íons cobre em relação à espessura total do esmalte. Foram realizadas, em cada secção, cinco avaliações da penetração dos íons cobre, totalizando quinze leituras por espécime. Os dados da análise do desgaste foram submetidos a ANOVA a dois critérios e a interação entre os fatores aplicação de flúor e potência do laser de CO2 foi significativa (p = 0,046). Entretanto, pela análise da permeabilidade, a ANOVA a dois critérios não mostrou interação entre os fatores (p = 0,591). Efeito significativo do fator potência do laser de CO2 foi observado (p = 0,037), sendo que a potência de 1,5 W proporcionou aumento da permeabilidade do esmalte quando comparado a 0,5 W. A correlação entre as análises do desgaste e permeabilidade não foi significativa (p = 0,699). Conclui-se, pela análise do desgaste, que o laser de CO2 com 1W associado ao fluoreto estanhoso a 0,4% pode ser um método efetivo no controle da erosão induzida por ácido clorídrico em esmalte de dentes decíduos. A análise da permeabilidade não evidenciou sinergismo entre a aplicação de fluoreto estanhoso a 0,4% e as potências do laser de CO2. A potência do laser de CO2 de 0,5 W proporcionou menor permeabilidade no esmalte erodido quando comparada a de 1,5 W. A análise do desgaste não apresentou correlação com a análise da permeabilidade em esmalte de dentes decíduos submetidos a desafios erosivos por ácido clorídrico. / Facing importance and prevalence of erosion in children, mainly due to gastroesophageal reflux and absence of studies evaluating effects of CO2 laser in control erosion induced by hydrochloric acid, the aim of this study was to determine in vitro influence of different CO2 laser powers associated with 0.4% stannous fluoride erosion control induced by hydrochloric acid on enamel of primary teeth by wear and permeability analysis. Sixty primary teeth were used to obtain 120 enamel fragments (3x3 mm). Fragments were flatenned, polished and fixed in resin blocks. Two piece of tapes were placed on the surface, leaving an exposed area 3x1mm2. For the formation of erosion lesions, specimens were submitted to an acid challenge by 4 cycles of 2 minutes each, with 0.01 M hydrochloric acid solution (pH 2). Initial wear analysis was calculated by optical profilometry and used to select 104 specimens. These were randomly assigned into 8 groups according to fluoride application (present-gel 0.4% stannous fluoride and absent-control) and CO2 laser power (no irradiation control, 0.5 W, 1 W, 1.5 W). Half of specimens were submitted to a single fluoride application for 1 min with microbrush. CO2 laser irradiation was performed in a ultrapulsed, 100µs pulse duration at a distance of 4 mm of enamel. After treatments, erosive challenges were performed for 5 successive days using the same protocol described above. Final wear analysis was calculated by optical profilometry. For permeability analysis, specimens were submitted to histochemical coloring method, using copper sulphate and acid rubeanic solutions. It was obtained sections from exposed area which were scanned under light microscopy and evaluated for copper ions penetration in relation to the total thickness of enamel. In each section, five evaluations of copper ions penetration were performed, resulting in fifteen readings per specimen. Data wear analysis were submitted to two-way ANOVA and interaction between factors fluoride application and CO2 laser power was significant (p = 0.046). However, permeability analysis, two-way ANOVA showed no interaction between factors (p = 0.591). Significant effect of CO2 laser power was found (p = 0.037), and 1.5 W power provided an increase of enamel permeability compared to 0.5 W. Correlation between wear and permeability analysis was not significant (p = 0.699). CO2 laser using 1W associated with 0.4% stannous fluoride can be an effective method to erosion control induced by hydrochloric acid on enamel of primary teeth. Permeability analysis showed no synergic effect between 0.4% stannous fluoride application and CO2 laser powers. CO2 laser power of 0.5 W provided the lowest permeability of enamel erosion compared to 1.5 W. Wear analysis showed no correlation with permeability analysis of primary teeth enamel submitted to erosion by hydrochloric acid challenges.

Diante da importância e prevalência da erosão em crianças, devido principalmente ao refluxo gastroesofágico e da ausência de estudos na literatura sobre os efeitos do laser de CO2 no controle da erosão induzida por ácido clorídrico, o objetivo deste estudo foi determinar a influência in vitro de diferentes potências do laser de CO2 associado ao fluoreto estanhoso a 0,4% no controle da erosão induzida por ácido clorídrico em esmalte de dentes decíduos, por meio da análise do desgaste e da permeabilidade. Sessenta dentes decíduos foram utilizados para a obtenção de 120 fragmentos de esmalte (3x3 mm). Os fragmentos foram planificados, polidos e montados em blocos de resina acrílica. Duas fitas adesivas foram colocadas na superfície, deixando uma área de 3x1mm2 exposta. Para a formação das lesões de erosão, os espécimes foram submetidos a um desafio ácido de 4 ciclos por 2 minutos cada, com solução de ácido clorídrico a 0,01 M (pH 2). A análise do desgaste inicial foi calculada por perfilometria óptica e usada para selecionar 104 espécimes. Estes foram aleatoriamente divididos em 8 grupos, de acordo com a aplicação de flúor (presente- gel de fluoreto estanhoso a 0,4% e ausente-controle) e potência do laser de CO2 (sem irradiação-controle, 0,5 W, 1 W, 1,5 W). Metade dos espécimes foram submetidos a uma única aplicação do gel fluoretado por 1 minuto com o auxílio de um microbrush. A irradiação com laser de CO2 foi realizada no modo ultrapulso, duração do pulso de 100µs e desfocado a uma distância de 4 mm do esmalte. Após a realização dos tratamentos, desafios erosivos sucessivos foram realizados durante 5 dias, utilizando o mesmo protocolo descrito anteriormente. A análise do desgaste final foi calculada por perfilometria óptica. Para análise da permeabilidade, os espécimes foram submetidos a um método de coloração histoquímica, utilizando-se soluções de sulfato de cobre e de ácido rubeânico. Da região delimitada, obtiveram-se secções que foram digitalizadas sob microscopia óptica e submetidas à avaliação da penetração de íons cobre em relação à espessura total do esmalte. Foram realizadas, em cada secção, cinco avaliações da penetração dos íons cobre, totalizando quinze leituras por espécime. Os dados da análise do desgaste foram submetidos a ANOVA a dois critérios e a interação entre os fatores aplicação de flúor e potência do laser de CO2 foi significativa (p = 0,046). Entretanto, pela análise da permeabilidade, a ANOVA a dois critérios não mostrou interação entre os fatores (p = 0,591). Efeito significativo do fator potência do laser de CO2 foi observado (p = 0,037), sendo que a potência de 1,5 W proporcionou aumento da permeabilidade do esmalte quando comparado a 0,5 W. A correlação entre as análises do desgaste e permeabilidade não foi significativa (p = 0,699). Conclui-se, pela análise do desgaste, que o laser de CO2 com 1W associado ao fluoreto estanhoso a 0,4% pode ser um método efetivo no controle da erosão induzida por ácido clorídrico em esmalte de dentes decíduos. A análise da permeabilidade não evidenciou sinergismo entre a aplicação de fluoreto estanhoso a 0,4% e as potências do laser de CO2. A potência do laser de CO2 de 0,5 W proporcionou menor permeabilidade no esmalte erodido quando comparada a de 1,5 W. A análise do desgaste não apresentou correlação com a análise da permeabilidade em esmalte de dentes decíduos submetidos a desafios erosivos por ácido clorídrico. / Facing importance and prevalence of erosion in children, mainly due to gastroesophageal reflux and absence of studies evaluating effects of CO2 laser in control erosion induced by hydrochloric acid, the aim of this study was to determine in vitro influence of different CO2 laser powers associated with 0.4% stannous fluoride erosion control induced by hydrochloric acid on enamel of primary teeth by wear and permeability analysis. Sixty primary teeth were used to obtain 120 enamel fragments (3x3 mm). Fragments were flatenned, polished and fixed in resin blocks. Two piece of tapes were placed on the surface, leaving an exposed area 3x1mm2. For the formation of erosion lesions, specimens were submitted to an acid challenge by 4 cycles of 2 minutes each, with 0.01 M hydrochloric acid solution (pH 2). Initial wear analysis was calculated by optical profilometry and used to select 104 specimens. These were randomly assigned into 8 groups according to fluoride application (present-gel 0.4% stannous fluoride and absent-control) and CO2 laser power (no irradiation control, 0.5 W, 1 W, 1.5 W). Half of specimens were submitted to a single fluoride application for 1 min with microbrush. CO2 laser irradiation was performed in a ultrapulsed, 100µs pulse duration at a distance of 4 mm of enamel. After treatments, erosive challenges were performed for 5 successive days using the same protocol described above. Final wear analysis was calculated by optical profilometry. For permeability analysis, specimens were submitted to histochemical coloring method, using copper sulphate and acid rubeanic solutions. It was obtained sections from exposed area which were scanned under light microscopy and evaluated for copper ions penetration in relation to the total thickness of enamel. In each section, five evaluations of copper ions penetration were performed, resulting in fifteen readings per specimen. Data wear analysis were submitted to two-way ANOVA and interaction between factors fluoride application and CO2 laser power was significant (p = 0.046). However, permeability analysis, two-way ANOVA showed no interaction between factors (p = 0.591). Significant effect of CO2 laser power was found (p = 0.037), and 1.5 W power provided an increase of enamel permeability compared to 0.5 W. Correlation between wear and permeability analysis was not significant (p = 0.699). CO2 laser using 1W associated with 0.4% stannous fluoride can be an effective method to erosion control induced by hydrochloric acid on enamel of primary teeth. Permeability analysis showed no synergic effect between 0.4% stannous fluoride application and CO2 laser powers. CO2 laser power of 0.5 W provided the lowest permeability of enamel erosion compared to 1.5 W. Wear analysis showed no correlation with permeability analysis of primary teeth enamel submitted to erosion by hydrochloric acid challenges.

Le travail, présenté dans ce manuscrit, a consisté en l'élaboration et l'optimisation d'un dispositif expérimental dédié à la mesure de la violation de la parité (VP) dans les molécules chirales en jet supersonique. Les molécules envisagées qui sont en cours de synthèse, ont la propriété d'être à l'état solide à 300 K. Afin de pouvoir les mettre en jet, nous avons construit un dispositif permettant de réaliser la mise en phase vapeur par chauffage et leur ensemencement dans un gaz porteur. De plus, nous avons utilisé une technique de détection par temps de vol, afin d'estimer la quantité de molécules ensemencées. Nous avons testé notre dispositif avec le méthyltrioxorhénium (MTO) dont des dérivés chiraux sont en cours de synthèse. Nous avons mis au point une procédure expérimentale afin de déterminer les caractéristiques spectrales et les paramètres moléculaires du MTO. Pour cela, nous avons mesuré le spectre d'absorption saturée en cellule à 300 K. Puis, nous avons réalisé la mise en jet du MTO dans de l'hélium par chauffage et obtenu de très bons résultats, puisqu'une fraction molaire de MTO de ~10% a été mesurée. Enfin, nous avons enregistré le spectre d'absorption linéaire du MTO en jet sur le dispositif expérimental dédié à la mesure de la VP, notamment grâce à l'utilisation d'une cellule multi-passages. L'analyse des données nous a permis d'obtenir une simulation du spectre théorique. Ces résultats sont très prometteurs en vue des expériences sur les molécules chirales.

Made available in DSpace on 2016-12-12T20:27:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Renan Sebem.pdf: 14781648 bytes, checksum: 1c30002408823e0116831038c8c98e8c (MD5) Previous issue date: 2015-09-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work explores the potential and shows the implementation of the long period gratings as refractive index sensors. It is proposed a sensor design where the refractive index sensitivity is improved. The design includes the use of the sensor with simple and low cost interrogation. Several manufacturing parameters are investigated and the process is enhanced to meet the design specifications, and also to obtain repeatability in the process. New ideas were proposed to manufacture tilted gratings and to control the index modulation duty cycle in a practical way with inexpensive equipment. The inscription of the fiber sensor is made by CO2 laser, point to point, with a uniform index modulation. The gratings were interrogated by an optical spectrum analyzer and also by edge filter demodulation in the 1550 nm region through an electronic board, developed in this work with automatic normalization of the signal. Results show that the refractive index sensitivity is influenced by several design and manufacturing parameters of the fiber grating. Performed experiments show a considerable increase in the refractive index sensitivity of the grating. / Este trabalho explora o potencial e demonstra a implementação das redes de período longo em fibra como sensores de índice de refração. É proposto um projeto do sensor em que a sensibilidade ao índice de refração é aperfeiçoada. O projeto contempla a utilização do sensor com interrogação de maneira simples e de baixo custo. Diversos parâmetros de fabricação são investigados e o processo é aprimorado para atingir as especificações de projeto, e também a fim da obtenção de repetibilidade no processo. Novas ideias foram propostas para fabricação de redes inclinadas e para o controle do duty cycle da modulação de índice da rede de maneira prática com equipamentos de baixo custo. A fabricação do sensor em fibra é feita através de laser de CO2, ponto a ponto, e com modulação de índice uniforme. As redes foram interrogadas através de analisador de espectro óptico e também por demodulação de borda de filtro na região de 1550 nm através de uma placa eletrônica, desenvolvida neste trabalho com normalização automática do sinal. Resultados mostram que a sensibilidade ao índice de refração é influenciada por alguns parâmetros de projeto e fabricação da rede em fibra. Experimentos realizados mostraram um aumento considerável na sensibilidade da rede ao índice de refração.

Estudos têm mostrado que a dentina pode ser modificada pelo laser pulsado de CO2 tornando-a um substrato mais ácido-resistente. Este estudo in vitro se propôs a estabelecer parâmetros seguros e efetivos de um laser pulsado de CO2 com comprimento de onda 10,6 ?m e avaliou seu efeito sobre a morfologia superficial e a composição química, assim como sobre a redução da desmineralização da dentina radicular. Noventa e cinco superfícies radiculares humanas obtidas de quarenta e oito terceiros molares foram aleatoriamente divididas em 5 grupos (n=15 para o grupo de controle e n=20 para os grupos irradiados com laser): G1 - Nenhum tratamento (controle), G2 - 2,5 J/cm2, G3 - 4,0 J/cm2, G4 - 5,0 J/cm2 e G5 - 6,0 J/cm2. A temperatura intrapulpar foi mensurada por meio de análise termográfica com termômetro de radiação infravermelha, as modificações químicas, por meio de espectroscopia FT-Raman e as alterações morfológicas por meio de microscopia eletrônica de varredura. Após o tratamento da superfície, os espécimes foram submetidos a 7 dias de ciclagem de pH, permanecendo diariamente em soluções desmineralizadora e remineralizadora por 3 h e 21 h, respectivamente. Após o desafio ácido, os espécimes foram seccionados e a perda mineral foi determinada por meio do teste de microdureza Knoop (5 g, 5 seg) em profundidades pré-determinadas em relação à superfície de dentina radicular (20 ?m - 275 ?m). Para todos os grupos irradiados, as mudanças de temperatura intrapulpar mostraram-se abaixo de 0,9°C. A espectroscopia FT-Raman não evidenciou alterações químicas entre os espécimes não-irradiados e os irradiados com laser de CO2. Entretanto a análise em microscópio eletrônico de varredura indicou que as densidades de energia a partir de 4,0 J/cm2 foram suficientes para induzir mudanças morfológicas na dentina radicular. Adicionalmente, para as densidades de energia iguais ou superiores a 4,0 J/cm2, foram observados efeitos de redução da desmineralização da dentina radicular induzidos pela irradiação laser. Pode-se concluir que densidades de energia em torno de 4,0 a 6,0 J/cm2 podem ser aplicadas à dentina radicular, a fim de promover mudanças morfológicas e reduzir a reatividade ácida da mesma, sem comprometer a vitalidade pulpar. / Studies have shown that dentin can be modified by pulsed CO2 laser to form a more acid-resistant substrate. This in vitro research aimed to establish safe parameters of a pulsed study 10.6 ?m CO2 laser and evaluate its effect on chemical and morphological features in dentinal surface, as well as on the reduction of root dentin demineralization. Ninety five human root surfaces obtained from forty eight third molars were randomly divided in 5 groups (n=15 for control group and n=20 for laser groups): G1 - No treatment (control), G2 -2.5 J/cm2, G3 - 4.0 J/cm2, G4 - 5.0 J/cm2 and G5 - 6.0 J/cm2. Intrapulpal temperature was evaluated during dentin irradiation by an infrared thermometer, chemical modifications by FT-Raman spectroscopy, and morphological modifications by SEM. After the surface treatment, the specimens were submitted to a 7 days pH-cycling model, consisted of the daily immersion in demineralizing and remineralizing solutions for 3 h and 21 h, respectively. After the acid challenge, the specimens were sectioned and the mineral loss was determined by means of cross-sectional Knoop microhardness (5 g, 5 sec) at different depths from the dentin root surface (20 ?m - 275 ?m). For all irradiated groups, intrapulpal temperature changes were below 0.9°C. FT-Raman spectroscopy did not show chemical changes in the irradiated specimens. However, scanning electron microscopy images indicated that fluences as low as 4.0 J/cm2 were sufficient to induce morphological changes in root dentin. Additionally, for fluences reaching or exceeding 4.0 J/cm2, laser-induced inhibitory effects on root dentin demineralization were observed. It was thus concluded that the laser energy density in the range of 4.0 to 6.0 J/cm2 could be applied to dental root dentin in order to produce morphological changes and reduce the acid reactivity of dentin without compromising the pulp vitality.