Orientador: José Arana Varela / Co-orientador: Sergio Mazurek Tebcherani / Co-orientador: Diogo Pascoalini Volanti / Banca: Sonia Maria Zanetti / Banca: Marco Aurélio Cebim / Banca: Maximo Siu Li / Resumo: Este estudo avaliou o efeito de um tratamento tér mico assistido por pr essão sobre as propriedades de fotoluminescência do óxido de bismuto ( α - Bi 2 O 3 ) sintetizado pelo método hidrotérmi co assistido por micro - ondas (HAM ) . O α - Bi 2 O 3 teve sua estrutura determinada através da técnica de Difração de raios X, e com o auxílio de refinamentos pelo método de Rietveld foi possível visualizar que a amostra tratada com pressão possui um ângulo entre os cluster s [BiO 6 ] - [BiO 6 ] ligeiramente maior. A s técnicas de microsc opia el etr ônica de varredura e transmissão possibilitaram a definição da morfologia acicular, tamanho e direção de crescimento dos cristais. A composição química dos materiais foi avaliada pelas espectroscopias Raman e de Fotoelétrons excitados por raios X, onde os espectros Raman mostraram um aumento da intensidade nos modos acima de 284cm - 1 na amostra tratada com pressão, sugerindo uma alteração na densidade eletr ônica. Os espectros XPS em ambas amostras não mostraram a presença de contaminantes, fase secundári a ou íons Bi 2+ . Ambas as técnicas mostraram que as emissões PL do α - Bi 2 O 3 na região de baixa energia (inferior a 2,1 eV) são atribuída s a lacunas de oxigênio que formam estados doadores. As propriedades óticas dos materiais foram avaliadas e comparadas co m o auxílio da técnica de espectroscopia Uv - vis, onde não foi possível verificar nenhuma alteraç ão significativa nas amostras. As propriedades fotoluminescentes das amostras também foram medidas e comparadas . F oi possível verificar que o tratamento térmico assistido por pressão ca usou um aumento angular entre os clusters [BiO 6 ] - [BiO 6 ] do α - Bi 2 O 3, resultando num aumento significativo da intensidade da emissão PL na amostra tratada com pressão . Cálculos teóricos foram utilizados para simular as bandas de va lência e condução dos ma... / Abstract: This research evaluated the effect of a pressure - assisted heat treatment (PAHT) on the photoluminescent (PL) properties of bismuth oxide ( α - Bi 2 O 3 ), which was synthesized by a microwave - assisted hydrothermal (MAH) method. α - Bi 2 O 3 crystal structure was characterized X - ray diffraction, and Rietveld refinements showed the pressure - assisted heat treatment caused an angular increase between the [BiO 6 ] - [B iO 6 ] clusters of α - Bi 2 O 3 . Scanning and transmission electron microscopies allowed defining the morphology (acicular), size and crystal growth direction of crystals. Chemical composition of samples was evaluated by Raman and X - ray photoelectron (XPS) spectr oscopies. Raman spectra showed an increase in the spectrum intensity for frequencies higher than 284 cm - 1 for PAHT samples, which suggests an alteration in the electronic density of crystals. XPS spectra of samples did not show the presence of contaminants, secondary phases and Bi 2+ ions. Both Raman and XPS spectra also showed that the α - Bi 2 O 3 PL emissions in the low - energy region (below 2.1 eV) are attributed to oxygen vacancies that form defect donor states. UV - vis absorption spectra showed no significant difference between samples. The angular increase between [BiO 6 ] - [BiO 6 ] clusters of α - Bi 2 O 3 promoted a significant rise in the electronic density of the material, which was considered as the cause for the increase in PL emission intensity in PAHT samples. F irst - principles total - energy calculations were carried out within the periodic density - functional - theory (DFT) to simulate valence and conduction bands, and the average electronic density in these bands. Theoretical results showed how cluster distortion a lters the polarization of O 2p states, and consequently, the electronic density of crystals. / Banca: Carlos Frederico de Oliveira Graeff / Doutor

Orientador: Eunice Teresinha Giampaolo / Banca: Ana Cláudia Pavarina / Banca: Ana Lucia Machado / Banca: Hércules Jorge Almilhatti / Banca: Ricardo Faria Ribeiro / Resumo: Este estudo avaliou o efeito da desinfecção por irradiação de energia de microondas na porosidade superficial de quatro reembasadores rígidos (Kooliner - K, New Truliner - NT, Tokuso Rebase - TR, Ufi Gel Hard - UGH) e uma resina termopolimerizável para base de prótese (Lucitone 550 - L). Concluiu-se que: 1) As irradiações por energia de microondas aumentaram o número de poros para o material K (P<0,05), quando este foi submetido a 7 ciclos, em relação ao G1. Entretanto, a área total de poros não exibiu essa influência (P>0,05) em todos os grupos avaliados. 2) O material NT não sofreu efeito das irradiações para o número de poros em todos os grupos. Entretanto, a área de poros foi reduzida (P<0,05), quando foram utilizados 7 ciclos (G3), em comparação a 2 ciclos (G2). 3) As microondas reduziram o número de poros para o material TR (P<0,05), quando este foi submetido a 7 ciclos, em comparação ao G1 e G2. Sua área total de poros, no G3, exibiu redução significativa, em relação aos demais grupos avaliados. 4) A resina UGH, quando submetida a 7 ciclos de irradiação (G3), teve o número de poros reduzido (P<0,05), em relação ao G1 e G4. Entretanto, a área total de poros foi estatisticamente igual para todos os grupos. 5) O número e a área de poros do material L não foram influenciados (P>0,05) pelas irradiações. / Abstract: This study evaluated the effect of microwave irradiation on the surface porosity of four hard chairside reline materials (Kooliner-K, New Truliner-NT, Tokuso Rebase-TR, Ufi Gel Hard-UGH) and one heat-polymerizing denture base acrylic resin (Lucitone 550-L). It was concluded that 1) Microwave irradiation promoted a significant increased (P<.05) in the number of pores for material K after 7 cycles; however, the total area of pores was not affect by irradiation in all groups evaluated. 2) Material NT was not affected by irradiation for the number of pores; however, the total area of pores was decrease after 7 cycles, when compared to G2. 3) For material TR, microwave irradiation decreased (P<.05) the number of pores after 7 cycles, compared to G1 and G2. The total area of pores of G3 was significantly decreased after 7 cycles. 4) Material UGH showed a significant decrease (P<.05) for number of pores when submitted to 7 cycles, compared to G1 and G4; however, the total area of pores was statically equal in all groups evaluated 5) For material L, the number and total area of pores were not affected by irradiations. / Doutor

Resumo: O objetivo deste estudo foi avaliar a efetividade da desinfecção utilizando energia por microondas sobre os materiais reembasadores macios Mollopast-B e Ufi Gel P contaminados com os microorganismos C. albicans, S. aureus, B. subtilis e P. aeruginosa. Além disso, foi analisado o efeito desta técnica na dureza dos materiais reembasadores macios. Para avaliar a efetividade da desinfecção, foram confeccionados 200 corpos-de-prova de cada material sobre bases de resinas termopolimerizadas seguindo as instruções dos fabricantes. Os corpos-de-prova foram imersos meio de cultura TSB inoculados com os microrganismos C. albicans, S. aureus, B. subtilis e P. aeruginosa e submetidos à desinfecção em microondas pelos tempos de 3, 4, 5 e 6 minutos a potência de 650W. Alíquotas da suspensão resultante das diluições seriadas de 10-2-10 -5 foram semeadas em placas de petri e após 48 h de incubação o número de colônias foi calculado (ufc/mL). Para a avaliação do efeito da desinfecção com energia por microondas sobre a dureza dos materiais, 40 corpos-de-prova de cada reembasador macio foram submetidos aos diferentes tempos de desinfecção em microondas (3, 4, 5 e 6 min). As mediadas de dureza foram realizadas com um durômetro shore A em diferentes períodos: imediatamente após a confecção dos corpos, 24, 48 h e após 7 dias. Os dados obtidos foram submetidos à Análise de Variância e ao teste de Tukey (p<0,01). Os resultados obtidos mostraram que: a - os tempos de 4, 5 e 6 minutos de irradiação com energia por microondas esterilizou os corpos-de-prova dos materiais Molloplast B e Ufi Gel P; b - 3 minutos de irradiação promoveu a desinfecção dos corpos-de-prova do material Molloplast B contaminados com B. subtilis, S. aureus e P. aeruginosa; c - a dureza apresentou maiores alterações nos tempos de desinfecção 5 e 6 min. / Abstract: The aim of this study was to evaluate the effectiveness of different times of exposure in microwave to disinfect two long-term soft lining materials (Molloplast B and Ufi Gel P) and the effects of this method on the hardness of these materials. Specimens of soft liners were made on an acrylic denture base resin and individually inoculated with C. albicans, S. aureus, B. subtilis and P. aeruginosa. After 24 hours at 37º C, 160 specimens of each material were individually submitted to microwave irradiation at 650 W for 3, 4, 5 and 6 minutes. Forty specimens were used as positive controls. Replicated specimens were plated on selective media appropriate for each microorganism. After incubation at 37ºC for 48 hours, colonies counts were quantified for each plated specimens (ufc/mL). To evaluate the effects of disinfection with microwave energy at different times of exposure on the hardness, fifty rectangular specimens (36 x 7 x 6 mm in thickness) were made for each material. Ten samples of each material were immersed in 200 mL of distilled water and disinfected in a microwave oven for 3, 4, 5 and 6 minutes at 650 W. The specimens were microwaved twice and hardness values were obtained with a Shore A durometer at different times: immediately after specimen fabrication and after 24, 48 hours and 7 days. Control specimens of each material were not disinfected and were maintained in distilled water during the role experimental period. Data were submitted to ANOVA and Tukey's test (p<0.01). The results showed that: a- sterilization was obtained at 6, 5 and 4 minutes of microwave irradiation for all specimens relined with Ufi Gel P and Molloplast B contaminated with all microorganisms; b- the specimens relined with Molloplast B contaminated with B. subtilis, S. aureus and P. aeruginosa and irradiated for 3 minutes demonstrated growth after incubation; c- the 6 minutes of microwave disinfection promoted the lower shore A hardness mean values for Molloplast. / Orientador: João Neudenir Arioli Filho / Coorientador: Denise Madalena Palomari Spolidorio / Banca: Helena de Freitas Oliveira Paranhos / Banca: Marcelo Ferraz Mesquita / Banca: Wirley Gonçalves Assunção / Banca: Francisco de Assis Mollo Junior / Doutor

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:55:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaRMLA_da_capa_ate_pag_35.pdf: 6138605 bytes, checksum: 7f71c70a867f399ca2d557dfd94faa99 (MD5) Previous issue date: 1985-04-11 / Abstract / A an?lise de linhas de fitas n?o-homog?neas com camadas diel?tricas anisotr?picas uniaxiais ? desenvolvida para uma formula??o quase-est?tica. Consideram-se o m?todo da equa??o integral, o m?todo do mapeamento e o m?todo da permissividade efetiva equivalente. O primeiro m?todo ? o mais geral, permitindo a an?lise diretamente das estruturas dadas. Nos outros dois m?todos, as estruturas dadas s?o transformadas em estruturas equivalentes com substratos isotr?picos. Curvas de imped?ncias caracter?sticas, velocidades de fase e permissividades efetivas s?o apresentadas para linhas de microfita: (a) invertidas, (b) suspensas, e (c) com camada superposta (com overlay). O efeito da espessura finita da fita condutora em linha de microfita convencional sobre substratos anisotr?picos ? tamb?m determinado, com uma maior simplicidade computacional. Observa-se concord?ncia com resultados de outros autores. As estruturas analisadas s?o adequadas ao desenvolvimento de circuitos de microondas, tais como: radiadores, bloqueadores, cc e acopladores direcionais

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-06-13T18:57:01Z No. of bitstreams: 1 RaquelGuilhermeDeCarvalho_TESE.pdf: 2127311 bytes, checksum: dad2b807e182cde2957844b6d86756bd (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-06-14T19:13:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 RaquelGuilhermeDeCarvalho_TESE.pdf: 2127311 bytes, checksum: dad2b807e182cde2957844b6d86756bd (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-14T19:13:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RaquelGuilhermeDeCarvalho_TESE.pdf: 2127311 bytes, checksum: dad2b807e182cde2957844b6d86756bd (MD5) Previous issue date: 2016-06-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES) / Neste trabalho, foram investigadas o efeito do sam?rio como dopante nas propriedades fotocatal?tica e fotoluminescente do ?xido de zinco obtidas pelas s?nteses hidrotermal por micro-ondas (HM) e precursores polim?ricos. Essa pesquisa foi dividida em duas etapas, primeiro micropart?culas de ZnO:Smx (X= 0, 1, 2, 4 e 8 mol%) foram obtidos pelas s?nteses hidrotermal por micro-ondas (HM) e precursores polim?ricos. Na segunda etapa do trabalho a resina obtida pela s?ntese dos precursores polim?ricos foi utilizada para produzir filmes finos obtidos pelo m?todo spin coating. As t?cnicas de caracteriza??o, an?lises t?rmicas (TG / DSC), difra??o de raios X (DRX), microscopia eletr?nica de varredura (MEV), microscopia eletr?nica de varredura com emiss?o de campo (MEV-FEG), espectroscopia na regi?o do UV-Vis?vel (UV-Vis), medidas de fotoluminesc?ncia (FL) e an?lise da ?rea superficial espec?fica pelo m?todo de BET foram utilizadas na caracteriza??o dos p?s e dos filmes. Pela an?lise de difra??o de raios X (DRX), as amostras obtidas pela s?ntese hidrotermal por micro-ondas apresenta fase de ZnO com estrutura tipo wurtzita hexagonal sem nenhuma fase secund?ria. As amostras obtidas pela s?ntese dos precursores polim?ricos apresentaram fases secund?rias com a presen?a do Sm2O3, quando dopadas com 2 e 4 mol% de Sam?rio. As imagens por microscopia eletr?nica de varredura das amostras obtidas pela s?ntese hidrotermal por micro-ondas mostram a morfologia em forma de bast?es com as extremidades hexagonais. O desempenho fotocatal?tico das amostras dos p?s e filmes finos foram testados utilizando o corante azul de metileno, e caracterizado por espectroscopia na regi?o do UV-vis. As medidas do espectro de azul de metileno ap?s os testes de fotodegrada??o exibiu melhor atividade fotocatal?tica das micropart?culas de ZnO dopado com 8 mol% de Sm3+, sendo alcan?ada a maior taxa de degrada??o do corante no tempo de 120 minutos. As amostras foram tamb?m reutilizadas em tr?s ciclos de fotodegrada??o, as amostras com 2, 4 e 8 mol% de Sm3+ apresentaram efici?ncia fotocatal?tica mesmo quando reutilizado ap?s os ciclos de fotodegrada??o. / In this work, the effect of samarium as a dopant on the photocatalytic and photoluminescent properties of zinc oxide obtained by hydrothermal (HM) synthesis and polymer precursors were investigated. ZnO:Smx microparticles (X = 0, 1, 2, 4 and 8 mol%) were obtained by microwave hydrothermal (HM) syntheses and polymer precursors. In the second step of the work the resin obtained by the synthesis of the polymeric precursors was used to produce thin films obtained by the spin coating method. The techniques of characterization, thermal analysis (TG / DSC), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), scanning electron microscopy with field emission (SEM-FEG), UV-Visible spectroscopy (UV-Vis), photoluminescence (FL) measurements and analysis of the specific surface area by the BET method were used in the characterization of the powders and films. By the analysis of X-ray diffraction (XRD), the samples obtained by microwave hydrothermal synthesis present a ZnO phase with hexagonal wurtzite structure with no secondary phase. Samples obtained by the synthesis of polymer precursors showed secondary phases with the presence of Sm2O3, when doped with 2 and 4 mol% Samarium. Scanning electron microscopy images of samples obtained by hydrothermal microwave synthesis show the morphology in the form of rods with hexagonal ends. The photocatalytic performance of the samples of the powders and thin films were tested using the methylene blue dye, and characterized by spectroscopy in the UV-vis region. Measurements of the methylene blue spectrum after the photodegradation tests showed better photocatalytic activity of the ZnO microparticles doped with 8 mol% Sm3+, with the highest rate of degradation of the dye in the time of 120 minutes. Samples were also reused in three cycles of photodegradation, samples with 2, 4 and 8 mol% Sm3+ showed photocatalytic efficiency even when reused after the photodegradation cycles.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:53:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000432018-Texto+Completo-0.pdf: 4320652 bytes, checksum: a64c8fcf537e0eaf702be344c71f4af4 (MD5) Previous issue date: 2011 / Phased-Array antennas are becoming the primary choice for wireless communication solutions. This is due to the fact that controllers already have the computational power required to deal with adaptive algorithms that control the amplitude and phase (through changes in the reactance) of the currents on the array elements in real-time. Along with the increased usage of this technology, the problems related to mutual electromagnetic coupling between elements become evident. On arrays consisted of only one active element and multiple parasite elements (which steer the radiation pattern), as is the case of the ESPAR antenna, it is desirable to have maximum mutual coupling between each parasite element and the active one, however the mutual coupling between parasite elements decreases the overall efficiency of adaptive algorithm being used to optimize the radiating pattern of the array. A solution that has been shown to be effective to minimize the near-field mutual coupling is the use of metamaterials, whose electric and magnetic properties are not found in other natural materials. These metamaterials are capable of attenuating, and even eliminating, the amplitude of electromagnetic waves on specific frequencies. This thesis proposes the use of metamaterials to minimize the near-field mutual coupling between parasite elements of an ESPAR antenna. / Antenas phased-array são cada vez mais utilizadas em soluções de comunicação wireless. Isto se deve ao fato de os processadores já terem um poder computacional suficiente para lidar com algoritmos adaptativos que controlam a amplitude e a fase das correntes nos elementos do array em tempo-real. Junto com o crescente uso desta tecnologia surge o problema do acoplamento eletromagnético entre elementos. No caso de arrays com um elemento irradiante e múltiplos elementos passivos (e. g. Electronically Steerable Passive Array Radiator - ESPAR), o acoplamento entre cada elemento passivo e o elemento ativo é desejável, porém o acoplamento entre elementos passivos representa um esforço a mais que o algoritmo adaptativo deverá fazer para otimizar o diagrama de irradiação. Uma solução que tem se mostrado eficiente para o problema do acoplamento no near-field é o uso de metamateriais, cujas propriedades eletromagnéticas não são encontradas em materiais naturais, e são capazes de atenuar a amplitude de ondas eletromagnéticas em freqüências específicas. Neste contexto, o trabalho em questão propõe o uso de metamaterial para minimizar o acoplamento eletromagnético entre os elementos passivos de uma antena ESPAR.

A presença de defeitos intrínsecos na estrutura do óxido de zinco possibilita a sua dopagem com outros materiais, como o bismuto. O óxido de zinco dopado com bismuto (BZO) preparado via síntese hidrotermal assistida por microondas (MAHS) foi estudado em relação à sua concentração de dopante e caracterização morfológica. Para a síntese do BZO foi realizada pela reação de uma solução de nitrato de zinco (precursor) e nitrato de bismuto, usando com hidróxido de amônio para ajuste do pH. Para realizar a reação, a solução de nitrato de zinco foi foi aquecida em um microondas por intervalos de 5, 10 e 20 minutos a 200ºC. A dopagem foi realizada com 3 diferentes teores em massa nitrato de bismuto (1, 3 e 6%). Os produtos obtidos foram caracterizados por DRX, MEV e PL, assim como pelo cálculos de band gap por espectroscopia de transmissão. A atividade fotocatalítica foi analisada por ensaios de fotocatálise utilizando corantes orgânicos, azul de metileno (AM) e Rodamina B (RhB). Os resultados indicam que as nanoestruturas de BZO obtidas apresentam tamanhos de cristalitos variando de 5,82 a 8,37 nm. A estrutura morfológica, tipo flor, foi formada com diferentes concentrações de dopantes. Os resultados do PL demonstram que os defeitos aumentam com a dopagem do bismuto. O intervalo de band gap encontrado foi de 2,79 a 3,3 eV e tem potencial de uso em aplicações de fotodegradação. Neste sentido a dopagem de bismuto modificou positivamente o óxido de zinco, já que nos ensaios de fotocatálise, o BZO degradou ambos os corantes, sendo a amostra com 3% de dopagem de bismuto a que obteve os melhores resultados, chegando a degradar 68% do corante de Rodamina B em 1 hora. / Zinc oxide, due to the presence of intrinsic defects, allows doping with other materials, such as bismuth. BZO (zinc oxide doped bismuth), prepared by microwave assisted hydrothermal synthesis (MAHS), was studied dopant concentration and morphological characterization. For the synthesis, zinc nitrate was used as a precursor; for pH control, ammonium hydroxide was used. After the solution was heated in a microwave for 5, 10 and 20 minutes at 200 ° C. Doping was performed with 3 different mass contents of bismuth nitrate (1, 3 and 6%). The products were characterized by DRX, MEV and PL; Band gap calculations by transmission spectroscopy. The photocatalytic activity was analyzed by photocatalysis using organic dyes, methylene blue (AM) and Rhodamine B (RhB). The results indicate that BZO nanostructures were obtained with crystallite sizes ranging from 5.82 to 8.37 nm. The same morphological structure, flower type, was formed with different dopants concentrations. PL demonstrates that defects increase with doping of bismuth. The band gap found was from 2.79 to 3.3 eV and has potential use in photodegradation applications. In this sense, the bismuth doping positively modified the zinc oxide, in the photocatalysis tests BZO degraded both dyes, being the sample with 3% doping of bismuth that obtained the best results, reaching to degrade 68% of the Rhodamine B dye in 1 hour.

A área de projeto, modelagem e simulação de circuitos e dispositivos para microondas e ondas milimétricas é muito promissora para o uso de algoritmos de otimização, dada a atual complexidade advinda do número de parâmetros considerados e exigência de desempenho. Estes algoritmos são particularmente úteis quando se trata de circuitos e dispositivos que têm sido projetados com base em experiência de projetistas ou procedimentos de tentativa e erro. Várias abordagens têm sido propostas para auxiliar o projeto e otimização de circuitos e dispositivos. Dentre elas, o algoritmo genético (AG) tem se destacado por ser computacionalmente simples e eficaz na busca de soluções ótimas de problemas de otimização multitarefa. Os conceitos básicos e algumas ferramentas que úteis para a melhoria da convergência deste método de otimização são apresentados neste trabalho. Algoritmos baseados em AG são propostos para projetar circuitos de microondas a partir de curvas de resposta em freqüência desejadas. Os algoritmos devem determinar as configurações de circuitos equivalentes que realizem as características desejadas. Para ilustrar a versatilidade do programa, são apresentados exemplos de diversos filtros de microondas projetados com componentes discretos e microfitas, descontinuidades em guias de onda retangulares e filtros passa-faixa utilizando acopladores direcionais. Técnicas para a determinação de parâmetros de espalhamento de redes formadas por seções de microfita arbitrariamente conectadas são desenvolvidas. O objetivo do algoritmo é determinar uma configuração de associação de seções de microfitas que reproduza a curva de resposta em freqüência desejada. Vários resultados numéricos são apresentados e comparados com simulações realizadas em software comercial e atestam a versatilidade e aplicabilidade dos algoritmos propostos. / Optimization algorithms have proved to be a valuable tool for the design, modeling and simulation of circuits and devices for microwave and millimeter wave applications. These algorithms are particularly useful when the design of circuits and devices are based either on the designer experience or on trial-and-error procedures. Several approaches currently available in the literature are dedicated to the design of circuits and devices. Nevertheless, a special attention has been paid to the genetic algorithm (GA) approach by virtue of its simple computational procedures and efficiency to find the optimum solution of multitask problems. This work presents the basic GA concepts and proposes algorithms to design and optimize microwave circuits, including several filters based on microstrip technique, lumped elements, discontinuities in rectangular waveguides, and bandpass filters using directional couplers. Additionally, it is proposed a technique to evaluate the S-parameters of a circuit formed by arbitrarily-connected microstrip sections. The GA is employed in this case to find a configuration capable of exhibiting a pre-established frequency response. Several numerical results are presented and compared with simulations carried out with commercial software package. The results show the versatility and applicability of the proposed GA procedures in the design, modeling and simulations of microwave circuits.

Neste trabalho, o forno de microondas focalizadas (CEM, Star System 2) e o forno de microondas doméstico adaptado (CCE, MW - 850) foram utilizados para o processo térmico descontínuo e contínuo, respectivamente para reduzir a atividade da POD e PFO presentes na água de coco. No processo descontínuo um sensor de fibra óptica permaneceu em contato direto com as amostras, o que permitiu a obtenção de perfis precisos da temperatura em função do tempo e a determinação dos parâmetros cinéticos D e z para as enzimas, no intervalo de temperatura entre 50 e 100 °C. No processo contínuo, a aquisição dos dados de temperatura foi realizada por termopar tipo T localizado na saída da cavidade do forno e alcançou temperatura máxima entre 66 e 91 °C. Para avaliar a influência dos principais constituintes químicos da água de coco na atividade enzimática soluções simuladas (água; água/açúcares; água/sais; água/sais/açúcares) e água de coco estéril com adição de POD e PFO comerciais foram submetidas ao processo descontínuo por microondas. Os parâmetros cinéticos determinados para as enzimas come rciais nas soluções simuladas obedeceram à cinética de 1ª ordem e os valores D e z foram respectivamente: PFO/água (D93°C = 16 s, z = 35,5 °C), PFO/açúcares (D91°C = 18 s, z = 33,0 °C), POD/água (D92°C = 44 s, z = 24,0 °C), POD/açúcares (D92°C = 21 s, z = 19,5 °C), PFO/água de coco estéril (D84,45ºC = 43 s, z = 39,5 °C) e POD/água de coco estéril (D86,54ºC = 20 s, z = 19,3ºC). Nas soluções simuladas com sais, as atividades iniciais das enzimas foram significativamente menores. Na água de coco as enzimas apresentaram resistência térmica maior quando comparadas aos resultados das soluções simuladas apresentando D92,20°C = 52 s e z = 17,6 °C para a PFO e D92,92°C = 16 s e z = 11,5 °C para a POD. Nos ensaios em processo contínuo a redução da atividade da PFO obedeceu à cinética de 1a ordem e os resultados corroboraram àqueles determinados para o sistema descontínuo. A POD não apresentou atividade residual detectável para temperaturas de saída acima de 88 °C, mas abaixo de 77 ºC a atividade residual foi próxima dos resultados para a POD na água de coco obtidos pelo processo descontínuo. É importante mencionar que para todos os ensaios com água de coco processada, seja no sistema descontínuo ou contínuo, não foi observada a coloração rósea, normalmente atribuída à ação enzimática. Somado a isso, o estudo mostrou que o tratamento térmico por microondas foi mais efetivo na redução da atividade da POD e PFO presentes em água de coco quando comparado com a pasteurização convencional o que torna o uso das microondas uma boa alternativa de processamento para a conservação desse alimento. / In this work a focused microwave oven (CEM, Star System 2) and an adapted domestic microwave oven (CCE, MW - 850) were employed to reduce POD and PPO activity using batch and continuous processing. In a batch processing an optic fiber sensor was kept in direct contact with the samples, thus precise temperature as a function of time profiles were obtained as well as the kinetic parameters (D and z) in the range between 50 and 100°C. In the continuous processing temperature data were obtained by type T thermocouples in the entrance and exit of the microwave oven cavity in the range between 66 and 90°C. Simulated solutions (water; water/sugars; water/salts; water/sugars/salts) and sterile coconut water were formulated with addition of commercial POD and PPO and were exposed to batch processing by microwaves to evaluate the influence of the main chemical substances present in coconut water on the enzymatic activity. Commercial enzymes in the simulated solutions followed a first order order kinetic model. D and z values were: PPO/water (D93°C = 16 s, z = 35.5 °C), PPO/sugars (D91°C = 18 s, z = 33.0 °C), POD/water (D91,5°C = 44 s, z = 24.0 °C), POD/sugars (D92°C = 21 s, z = 19.5 °C), PPO/sterile coconut water (D84,45ºC = 43 s, z = 39.5 °C) and POD/ sterile coconut water (D86,54ºC = 20 s, z = 19.3 ºC). Added salts influenced commercial PPO and POD stability and significantly reduced their activity. In coconut water the enzymes were more thermally resistant when compared to the simulated solution presenting D92,9°C = 52 s and z = 17.6 °C for PPO and D92,9°C = 16 s and z = 11.5 °C for POD. In continuous processing PPO inactivation followed a first order kinetic model and the results were similar to those obtained in the batch processing. POD didn´t present residual activity at exit temperatures above 88 ºC. Below 77 ºC residual activity was close to that of the POD/coconut water treated by batch processing. An important fact is that for all assays with coconut water, wether batch or continuous process was employed, no pink color (that is attributed to enzyme activity) was observed. Besides this study has shown that thermal treatment by microwaves was more efficient than conventional thermal treatment in reducing PPO and POD activity in coconut water, therefore microwaves are an interesting alternative for conservation of this food.

Materiais híbridos, como poliedros oligoméricos silsesquioxanos (POSS), têm recebido especial atenção nos últimos anos pois são materiais que possuem uma combinação sinérgica de propriedades de materiais orgânicos e inorgânicos. Sua preparação necessita de elevados tempos de síntese e o uso de aquecimento dielétrico se apresenta promissor. Entretanto, reatores comerciais são caros e uma alternativa passa a ser a adaptação de fornos de uso domésticos. Neste contexto, este trabalho busca adaptar um forno de micro-ondas doméstico para a síntese de POSS, comparando materiais obtidos via aquecimento por microondas e convencional (banho em óleo). O POSS foi sintetizado através da condensação hidrolítica do viniltrietoxisilano (VTES) e da mistura VTES e tetraetil ortosilicato (TEOS). As amostras sintetizadas foram caracterizadas por FTIR, RMN de 1H, TGA, GPC, MEV, MET e DRX. O uso de micro-ondas possibilitou a obtenção de POSS com maior rendimento para os sistemas VTES e VTES/TEOS, apresentando taxas de reação respectivas de 47 e 59 vezes maior que a síntese convencional. Todas as amostras apresentaram bandas FTIR intensas em ~1090 e ~568 cm-1, ambas relacionadas a formação de gaiolas de silsesquixanos. Não foram observadas vibrações -O-CH2CH3 mostrando que a reação de hidrólise foi totalmente completa. A presença de deformações OH nas amostras VTES/TEOS indica a formação de estruturas não totalmente condensadas, confirmada pelos espectros de RMN de H1 onde é observada a presença de silanóis não condensados. Análises GPC para o POSS VTES apresentaram a maior fração (96,5%) de estruturas T8 via convencional, e (93,93%) via micro-ondas. A adição de TEOS reduziu a fração de estruturas T8 obtidas, (78,0%) via dielétrico e (33,0%) convencional. A análise TGA de todas as amostras mostraram uma única etapa de degradação, onde diferenças observadas no sistema VTES/TEOS são associadas ao tamanho da estrutura do POSS conforme a análise de GPC. Imagens de MEV mostraram a presença de estruturas cúbicas e esféricas em todas as amostras, e a adição de TEOS indicou uma tendência a redução de tamanho. Imagens por MET para o POSS VTES mostrou morfologia similar as observadas por MEV, e para VTES/TEOS, a presença de aglomerados esféricos regulares nanométricos. O DRX para o POSS VTES micro-ondas, convencional e VTES/TEOS micro-ondas, indicou a presença de uma rede cristalina de estrutura romboédrica, típica de POSS T8. O POSS VTES/TEOS via convencional apresentou um padrão de DRX de uma amostra amorfa. As nanopartículas híbridas de POSS VTES, via aquecimento convencional e dielétrico em refluxo, mostrou possuírem características químicas muito semelhantes, confirmadas pelas técnicas de análise realizadas. Entretanto, a mesma comparação entre o POSS obtido via mistura VTES/TEOS, a mesma semelhança não é observada. Isto se deve ao precursor VTES ser trifuncional e ao TEOS ser tetrafuncional, ou seja, possuem momentos dipolares diferentes, induzindo estruturas irregulares orientadas aleatoriamente e de diferentes tamanhos, principalmente no aquecimento convencional, onde a reação apresentada é mais lenta. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior. / Hybrid materials, such as polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS), nowadays have received special attention because they are materials that have a synergistic combination of organic and inorganic materials properties. Their preparation requires high time of synthesis and the use of dielectric heating appears promising. However, commercial reactors are expensive and the adaptation of domestic microwave ovens becomes an alternative. In this context, this work aims to adapt a domestic microwave oven for the synthesis of POSS, comparing materials obtained by microwave and conventional (oil bath) heating. The POSS was synthesized by the hydrolytic condensation of vinyltriethoxysilane (VTES) and tetraethyl orthosilicate (TEOS) in different proportions. The synthesized samples were characterized by FTIR, 1H-NMR, TGA, GPC, SEM, TEM and XRD. The use of microwaves enable the manufacture of POSS with increased yield for VTES and VTES/TEOS systems, respectively with rates of 47 to 59 times higher than conventional synthesis. All samples showed intense FTIR bands at ~ 1090 and ~ 568 cm-1, both related to formation of silsesquioxane cages. It was not observed -O-CH2CH3 vibrations showing the hydrolysis reaction has been fully completed. The presence of OH deformations in the VTES/TEOS samples indicate the formation of non-fully condensed structures, confirmed by 1H NMR spectra, where it is observed the presence of non-condensing silanol. GPC analysis for the POSS VTES exhibited a major fraction (96.5%) of T8 structures via conventional, and (93.9%) via microwave synthesis. The addition of TEOS decreased the fraction of T8 structures, (78.0%) via dielectric and (33.0%) for conventional synthesis. TGA analysis of all samples showed a single stage of degradation, differences between VTES/TEOS samples are associated with the size of the POSS structure according to GPC analysis. SEM images showed the presence of spherical and cubic structures in all samples, and the addition of TEOS indicated a tendency to increase the size of these structures. TEM images for POSS VTES showed similar morphology to those observed by SEM. The presence of nanometric regular spherical agglomerates was observed in VTES/TEOS samples. The XRD for POSS VTES microwave, conventional and VTES/TEOS microwave synthesis, indicated the presence of rhombohedral lattice structure, typical POSS T8. The POSS VTES/TEOS conventional route showed a XRD pattern of an amorphous sample. The hybrid nanoparticles of POSS VTES, prepared via conventional and dielectric heating using reflux system, showed a very similar chemical properties as confirmed by the analytical techniques performed. However, the same comparison between the POSS obtained via mixing of VTES/TEOS, the same behavior is not observed. This is due to the VTES precursors be trifunctional and TEOS tetrafunctional, i.e. have different dipole moments, inducing randomly oriented irregular structures and different sizes, especially in the conventional heating where reaction is slower.