Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, Programa de Pós-Graduação em Patologia Molecular, 2008. / Submitted by Suelen Silva dos Santos (suelenunb@yahoo.com.br) on 2009-09-24T18:36:53Z No. of bitstreams: 1 2008_ShelidaVasconcelosBraz.pdf: 10466873 bytes, checksum: 27d396895bddeb3d8c57a556bc0b5f18 (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2010-10-25T14:28:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_ShelidaVasconcelosBraz.pdf: 10466873 bytes, checksum: 27d396895bddeb3d8c57a556bc0b5f18 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-10-25T14:28:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_ShelidaVasconcelosBraz.pdf: 10466873 bytes, checksum: 27d396895bddeb3d8c57a556bc0b5f18 (MD5) Previous issue date: 2008 / Os fluidos magnéticos (FMs) são suspensões coloidais formadas por nanopartículas magnéticas (NPMs), constituídas por ferritas, tais como a magnetita (Fe3O4) e a maghemita ( Fe2O4), dispersas em meio líquido. Nos últimos anos, o uso de FM tem sido apontado como uma ferramenta promissora para diversas aplicações biomédicas. No entanto, é necessário avaliar os efeitos causados pelo uso dos FM no organismo para que estes possam se tornar uma ferramenta amplamente utilizada. Diante disso, o presente trabalho tem por finalidade avaliar as alterações morfológicas de baço, linfonodo e fígado após a administração endovenosa de fluido agnético (FM-DMSA) composto por nanopartículas magnéticas a base de maguemita recobertas por ácido meso-2,3-dimercaptosuccínico (DMSA) em macacos-prego (Cebus apella). Para isso, amostras de baço, linfonodo e fígado de animais controle (AC), tratado 12 horas (AE12h) e tratado 90 dias (AE90d) foram observadas através de mediante Microscopia Óptica (MO) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), a fim de avaliar as possíveis alterações morfológicas e ultraestruturais, bem como citolocalizar as NPMs nos tecidos selecionados. O baço e linfonodo não apresentaram alterações morfológicas, nem mesmo infiltrado inflamatório nas amostras de AE12h e AE90d. Porém, amostras de fígado para o AE90d mostraram alterações da estrutura tecidual, com aumento dos espaços de Disse. Nas análises realizadas, o FM-DMSA se mostrou presente internalizado em vesículas no citoplasma, com aspecto granular típico. Foram realizados testes morfométricos das mitocôndrias hepáticas para todos os animais, sendo que em AE90d a área ocupada por essas organelas assumiu valor aproximadamente triplicado comparado com as amostras do animal controle, o que sugere alteração metabólica nas mesmas. O FM-DMSA não mostrou ser uma substância completamente inócua em todos os órgãos analisados, uma vez que alterações hepáticas no AE90d foram imputadas à presença do FM no tecido. Por outro lado, análises realizadas em baço e linfonodo não apontaram qualquer traço de toxicidade da amostra. Assim, não foi constatada formação de processos patológicos severos em nenhum dos órgãos analisados, o que atesta em favor da biocompatibilidade da amostra e possibilidade de sua utilização com fins diagnósticos e terapêuticos em humanos, uma vez que esses dados são inéditos no que se refere à a sua utilização em primatas. Novos testes de toxicidade e biodistribuição para o FM-DMSA devem ser realizados a fim de confirmar o potencial uso desta ferramenta para aplicações biomédicas. _____________________________________________________________________________ ABSTRACT / Magnetic fluids (MF) are colloidal suspensions formed by magnetic iron oxide nanoparticles (MNPs) such as magnetite (Fe3O4) and maghemite (γ Fe2O4), dispersed in a liquid medium. In recent years, the use of magnetic fluid has been suggested as a promising tool for various biomedical applications; however, it is necessary to evaluate the effects caused by the use of MF in the organism, so that this tool can be widely used. Therefore, the present study aims to assess the morphological changes of spleen, liver and lymph nodes after treatment with magnetitebased magnetic fluid stabilized with DMSA (2,3-dimercaptosuccinic acid) in capuchin monkeys (Cebus apella). Samples of spleen, liver and lymph node from control animal (CA), 12 hours treatment animal (EA12h) and 90 days treatment animal (EA90d) were observed by Light and Transmission Electron Microscopy (TEM), to assess the possible morphological and ultrastructural alterations, and cytolocalization of MNPs in the selected tissues. Samples of spleen and lymph node showed no morphological changes and did not display inflammatory infiltrate for EA12d and EA90d. Nevertheless, for EA90d liver samples, morphological changes in the tissue structure and Disse space were shown. In all analyses performed, the DMSA-MF was internalized in cytoplasmic vesicles. However, for EA90d liver samples, secondary lysossomes were also observed. Morphometrical tests of hepatic mitochondria were performed and analyzed for all animals, being that for EA90d these are organelles tripled its size, compared with CA. This suggests a metabolic alteration in the liver mitochondria. DMSA-MF was not proven to be completely harmless, due to the fact that hepatic alterations were attributed to the MF presence in the tissue. On the other hand, spleen and lymph nodes did not show any kind of toxic effects to their cells and any pathological process was observed, demonstrating the biocompatibles of MF. This study demonstrated the possibility of utilization of FM in diagnostic and therapies but new tests of toxicity and body distribution need to be conducted in order to evaluate the potential use of DMSA-FM as a tool for biomedical applications.

Este trabalho tem como objetivo o estudo e o desenvolvimento de um transdutor magnético de posição, cujo princípio de funcionamento é baseado na relação entre a distribuição do fluxo magnético em sua estrutura, provido por uma fonte de fluxo magnético constante, c.c. ou c.a., e a posição linear da parte móvel do transdutor ao longo de sua direção de deslocamento ou excursão. O transdutor pode ter entreferros de medição para medir a indução magnética nas culatras laterais, com fluxo magnético de excitação constante, c.c. ou c.a., ou não ter entreferros de medição, caso em que apenas fluxo magnético de excitação c.a. é empregado. Em ambos os casos, com fluxo magnético de excitação c.a., bobinas exploradoras foram usadas para medir o fluxo magnético estabelecido nas culatras de acordo com a posição da parte móvel do transdutor. Para o primeiro caso foi desenvolvido um protótipo no qual o material das culatras é aço maciço. Para o segundo foram desenvolvidos dois protótipos, um com barra de aço maciça, e o outro com núcleo de lâminas de Fe-Si. Além de se desenvolver uma modelagem analítica para estudar o transdutor, empregou-se, como ferramenta auxiliar de simulação, uma modelagem eletromagnética por elementos finitos. Os resultados teóricos, simulados e experimentais são esclarecedores e demonstram que o transdutor confeccionado com lâminas de Fe-Si e excitação através de fluxo magnético c.a. apresenta uma saída linear. É demonstrado também que a metodologia proposta e utilizada na modelagem e na concepção do transdutor são adequadas e indicam o domínio da teoria e da tecnologia propostas. As configurações sugeridas são extensivamente analisadas por este trabalho No caso do transdutor com fluxo magnético c.a. proposto e resultante desse estudo, sua topologia pode ser considerada inovadora, não sofrendo um efeito de histerese no seu sinal de saída devido à histerese magnética de suas culatras ferromagnéticas como acontece no transdutor com fluxo magnético c.c.. Isso, entre outras razões, ensejou o depósito de sua patente. Adicionalmente, é robusto, de fácil confecção, com enrolamentos que não requerem uma montagem de precisão como em outros transdutores eletromagnéticos de posição, e de baixo custo.

Neste trabalho é apresentado um método para medição de deslocamentos sem contato, utilizando sensores magnetoresistivos, os quais são sensibilizados pela variação do campo magnético produzido por um imã permanente em deslocamento no espaço. Os sensores magnetoresistivos possuem, internamente, uma ponte de Wheathestone, onde a resistência varia conforme varia o campo magnético, de modo que o circuito mais indicado para este caso é um amplificador e um filtro para cada sensor. O principal objetivo do trabalho é a obtenção de uma técnica para medir deslocamentos sem contato, e estender os resultados para medida de movimentos mandibulares. A montagem consiste de duas placas de celeron, distantes 30mm uma da outra e unidas por parafusos de polietileno. Em cada uma destas placas foram dispostos quatro sensores, num total de oito, sendo que para cada um deles existe um circuito de amplificação e filtragem do sinal de saída. Sob uma chapa de alumínio foi fixado este equipamento e uma mesa de calibração em 3D, a qual, após a obtenção da matriz de calibração, foi substituída por um emulador de movimento mandibular. Os parâmetros do modelo foram estimados através do método dos mínimos quadrados com auxílio do software Matlab, Release 12. Este software também foi utilizado para o sistema de aquisição de dados durante a realização dos experimentos. A imprecisão dos resultados obtidos na determinação dos deslocamentos, está na ordem de décimos de milímetros. O trabalho apresenta, também, o mapeamento do campo magnético do magneto utilizado nos experimentos através do software FEM2000 – Método de elementos finitos aplicado ao eletromagnetismo.

Este trabalho aborda o design, a fabricação e a caracterização de um sensor óptico de posição, o múltiplo PSD (Position Sensitive Detector). O sensor é composto de 64 PSDs unidimensionais em paralelo. O PSD é um sensor do qual o sinal de saída é uma medida direta do centro de gravidade do spot do feixe de luz que incide sobre ele, devido ao foto-efeito lateral. O múltiplo PSD foi fabricado com tecnologia planar de silício. No processo de fabricação foram utilizadas três máscaras litográficas e realizadas duas implantações iônicas de boro para formação de uma camada tipo-p no substrato de silício tipo-n. O sensor foi caracterizado elétrica e opticamente. Da caracterização elétrica, obtiveram-se informações dos contatos de alumínio e da resistência dos PSDs (resistência média de 570 kΩ), através das medidas I-V. Das medidas I-V feitas entre PSDs vizinhos obteve-se uma tensão de ruptura de 25 V. A caracterização óptica mostrou que os PSDs têm boa linearidade (cerca de 0,1 % de não linearidade) e resolução melhor que 10 μm. Análises com variação de potência do feixe de luz foram realizadas. A partir de 10 μW de potência do feixe, observou-se uma saturação da sensibilidade do PSD em aproximadamente 10 mV/mm e da foto-tensão lateral em aproximadamente 60 mV, quando o feixe estava incidindo num ponto fixo na área ativa a cerca de 5 mm de um contato, numa variação da potência de 78 nW a 65 μW. Medidas de balanceamento com dois feixes também foram realizadas, sendo obtidas funções de transferência com a variação das potências dos dois feixes para distâncias entre feixes de aproximadamente 2 e 11 mm. Elas mostraram que a sensibilidade aumenta com o aumento da potência e a distância entre os feixes. Foram feitas medidas com os dois feixes incidindo em pontos simétricos ao ponto de tensão nula. Alterando a potência de um dos feixes, a foto-tensão lateral varia no mesmo sentido da variação entre as potências dos feixes. Essa medida confirma a utilização do dispositivo como um diferenciador de sinal óptico, que pode ser usado em várias aplicações, e.g. em um espectrômetro diferencial. / This work deals with design, fabrication and characterization of an optical position sensor, so-called multiple PSD. The sensor is made of 64 one-dimensional PSDs made parallel to each other. A Position Sensitive Detector - PSD is a sensor which produces a signal that is a direct measure for the centre of gravity of the incident light beam due to the lateral photo-effect. The silicon planar technology was used to make multiple PSDs. Three photo masks were used in the fabrication process in which two boron ion implantations were employed to make a p-type layer in an n-type silicon substrate. Electrical and optical characterizations were realized on the sensor. From electrical characterization, information about the resistive layer and aluminium contacts on resistive layers was obtained. The mean resistance was 570 kΩ. I-V characteristics were measured between neighbour PSDs, from where one can see the breakdown voltage in about 25 V. The optical characterization showed the PSDs have about 0,1% nonlinearity and resolution better than 10 μm. Analyses with variations of the light beam’s power were made. These measurements showed that for a power from about 10 μW, the PSD sensibility saturated in about 10 mV/mm as well as the lateral photo voltage in about 60 mV, when the light beam was hitting the active area on a fixed point located about 5 mm from a contact, within 78 nW to 65 μW range power. In balancing measurements with two light beams placed about 2 mm (and later 11 mm) away from each other and with power variation, transfer functions were obtained. They showed sensitivity grows with increase of power and distance between the light beams. Measurements with the two beams hitting two symmetrical points to the null voltage point were made, from where one can see lateral voltage is null for beams with the same power. Changing the power of one of the beams, the lateral voltage moves in the same direction of the variation between the beam powers. This result confirms the use of a PSD like an optical differentiator, in this way it can be used in several applications, e.g. in a differential spectrometer.

RIBEIRO, V. G. P. Obtenção e caracterização de nanosistemas magnéticos derivados do lcc. 2013. 64 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2014-11-28T21:05:05Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_vgpribeiro.pdf: 9351461 bytes, checksum: 9aff7f0f4213e98b92c03a1c2d661f2f (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2016-01-29T20:42:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_vgpribeiro.pdf: 9351461 bytes, checksum: 9aff7f0f4213e98b92c03a1c2d661f2f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-29T20:42:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_vgpribeiro.pdf: 9351461 bytes, checksum: 9aff7f0f4213e98b92c03a1c2d661f2f (MD5) Previous issue date: 2013 / Nanotechnology has received great prominence in recent years due to the versatility of new materials and its applications at the various sectors of society. The functionalized magnetic nanoparticles have been the focus of intense research because of the ability to use on different systems, with emphasis on the catalytic processes of environmental decontamination. In particular, we have seen a growing demand for hybrid catalysts capable of utilizing sunlight, constructed from TiO2 particles by photosensitised dyes. Thus, this study aimed to develop a new magnetic nanosystem, based on use of meso-porphyrins derived from Cashew Nut Shell Liquid (CNSL), coated with TiO2, with potential application in heterogeneous photocatalysis. Moreover, produce a new ferrofluid derived biomass from the anacardic acid (AA MAG). To this end, were synthesized Fe3O4 nanoparticles with an average size of 11nm, coated with a 1st layer of oleic acid and a 2nd layer of meso-porphyrin (3-n-PDPP). This nanosystem also was covered with a layer of TiO2. This procedure produced a new magnetic nanosystem of porphyrin (NMP). The new ferrofluid AA-MAG and magnetic nanosystems were characterized by Transmission Electron Microscopy (TEM), infrared spectroscopy, Thermal analysis (TG) and magnetization curves. The results showed that NMP showed good thermal stability, superparamagnetic behavior and dimension nanometric (≈ 14nm). The fluorescent properties were little affected, which enables its application in photocatalytic systems. / A nanotecnologia vem recebendo grande destaque nos últimos anos graças à versatilidade dos novos materiais gerados e suas aplicações nos diversos setores da sociedade. As nanopartículas magnéticas funcionalizadas têm sido foco de intensas pesquisas devido à capacidade de utilização em diferentes sistemas, com destaque para os processos catalíticos de descontaminação ambiental. Em especial, tem-se observado uma crescente demanda por catalisadores híbridos capazes de utilizar a luz solar, construídos a partir de partículas de TiO2 fotossensibilizadas por corantes. Assim, o presente trabalho teve por objetivo desenvolver um novo nanosistema magnético, baseado no emprego de meso-porfirinas derivadas do Líquido da Casca da Castanha de Caju (LCC), recobertas com TiO2, com potencial aplicação em fotocatálise heterogênea. Além disso, produzir um novo ferrofluido derivado da biomassa, a partir do ácido anacárdico (AA-MAG). Para isso, foram sintetizadas nanopartículas de Fe3O4 com tamanho médio de 11nm, revestidas por uma 1ª camada de ácido oleico e uma 2ª camada da meso-porfirina (3-n-PDPP). Esse nanosistema também foi recoberto por uma camada de TiO2. Este procedimento produziu um segundo novo nanosistema magnético de porfirina (NMP). O novo ferrofluido AA-MAG e os nanosistemas magnéticos foram caracterizados por Microscopia eletrônica de trasmissão (MET), Espectroscopia no Infravermelho, Análise térmica (TG) e curvas de magnetização. Os resultados mostraram que o NMP apresentou uma boa estabilidade térmica, comportamento superparamagnético e dimensões nanométricas (≈ 14nm). As propriedades fluorescentes foram pouco afetadas, o que possibilita sua aplicação em sistemas fotocatalíticos.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Animal, 2013. / Submitted by Luiza Silva Almeida (luizaalmeida@bce.unb.br) on 2013-07-22T15:35:27Z No. of bitstreams: 1 2013_DiêgoCesarIocca.pdf: 3079203 bytes, checksum: 986645b9a824ceb81b3fdcc88729e02b (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-23T17:07:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_DiêgoCesarIocca.pdf: 3079203 bytes, checksum: 986645b9a824ceb81b3fdcc88729e02b (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-23T17:07:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_DiêgoCesarIocca.pdf: 3079203 bytes, checksum: 986645b9a824ceb81b3fdcc88729e02b (MD5) / A nanotecnologia proporcionou o aumento de pesquisas em sistemas de entrega de drogas. Entre eles, os fluidos magnéticos (FM) mostram várias vantagens, tais como biocompatibilidade e biodegradação. FM são constituídos por nanopartículas de óxido de ferro superparamagnéticas em suspensão num fluido carreador. Nanopartículas magnéticas (NPMs) de maguemita estão entre as mais utilizadas em aplicações médicas. Anfotericina B (AmB) é o agente antifúngico mais utilizado no tratamento de casos graves da Paracoccidioidomycosis (PCM), a qual é uma micose sistêmica nativa na América Latina, tendo como agente etiológico é o fungo termo- dimórfico Paracoccidioides brasiliensis. Infelizmente, a AmB causa graves efeitos adversos (principalmente nefrotoxicidade) após administração intravenosa, limitando assim seu uso clínico. A fim de reduzir os efeitos adversos da AmB, foram sintetizadas nanopartículas de maguemita estabilizadas com ácido láurico (BCL) e conjugadas com anfotericina B (BCL-AmB). O presente estudo mostra a caracterização, estabilidade e ensaios biológicos de BCL-AmB. A atividade antifúngica de BCL-AmB foi determinada pela Concentração Inibitória Mínima - MIC (do inglês -Minimum Inhibitory Concentracion) contra o P. brasiliensis. Citoxicidade, avaliada pelo ensaio MTT, e genotoxicidade, analisada pela fragmentação de DNA em citometro de fluxo e ensaio cometa, foram determinadas em fibroblastos murinos (NIH-3T3) e em células renais de porco (LLC-Pk1). Os ensaios de toxicidade foram realizados em dois tempos experimentais (24 e 48 horas). O diâmetro médio das nanopartículas de maguemita foi estimado por difração de raio-X e por microscopia eletrônica de transmissão, apresentando valores de 13 e 9 nm, respectivamente. Analises por espectroscopia na região do infravermelho mostraram a presença do ácido láurico associado à nanopartícula e confirmaram a presença da AmB. O diâmetro hidrodinâmico (DH) de BCL-AmB e BCL, após a síntese, foi de 62 e 55 nm e o potencial zeta foi de -28 e -42 mV, respectivamente. BCL apresentou alta estabilidade em 240 dias, entretanto o DH de BCL-AmB aumentou neste período. BCL-AmB apresentou atividade antifúngica, com MIC de 1,25 µg/mL, enquanto o MIC da AmB livre foi de 1,0 µg/mL. BCL-AmB apresentou baixa toxicidade em células de mamíferos. Para as células NIH-3T3, a citotoxicidade de BCL-AmB foi menor que a citoxicidade da AmB livre em 24 horas, com CC50 de 20 e 6 µg/mL, respectivamente; enquanto que para as células LLC-Pk1, os valores da CC50 foram de 267 e 37 µg/mL, respectivamente. Similarmente, após 48 horas, a citotoxicidade de BCL-AmB ainda foi menor que a citoxicidade da AmB livre. Nas duas linhagens celulares utilizadas, a CC50 de BCL-AmB induziu menor fragmentação de DNA que a CC50 da AmB livre pelo ensaio cometa. Entretanto, pela citometria não ocorreram diferenças significativas entre todos os grupos. Portanto, os resultados observados sugerem que BCL-AmB poderá ser uma nova nanoferramenta no tratamento da PCM, uma vez que a AmB quando conjugada as nanopartículas manteve sua propriedade fungicida e apresentou baixos efeitos citotóxicos e genotóxicos. A nanoformulação BCL-AmB mostrou resultados promissores (in vitro), entretanto outros testes ainda serão necessários para verificar a eficiência do fármaco adsorvido e sua toxicidade in vivo. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Nanotechnology has dramatically increased the research on drug delivery systems. Among them, magnetic fluids (MF) have shown several advantages such as its biocompatibility and biodegradability. MF samples, consists of superparamagnetic iron oxide nanoparticles suspended in a carrier fluid. Maghemite is the most used magnetic nanoparticles (MNPs) in biological and medical applications. Amphotericin B (AmB) is still the polyene antifungal agent choice for the treatment of severe Paracoccidioidomycosis (PCM), which is a systemic mycosis native from Latin America. Its etiological agent is the dimorphic human pathogenic fungus Paracoccidioides brasiliensis. Unfortunately, AmB causes acute side effects (mainly urinary problems) following intravenous administration, which limits its clinical use. In order to reduce the side effects of AmB, maghemite-based magnetic fluid stabilized with bilayer of lauric acid (BCL) and conjugated with AmB (BCL-AmB) were developed. The present study reports on characterization, stability and biological assays of BCL-AmB. Antifungal activity of BCL-AmB was determined by MIC (Minimum Inhibitory Concentration) assay against P. brasiliensis. Citotoxicity, evaluated by MTT assay, and genotoxicity, analysed by DNA fragmentation in flow cytometer and comet assays, were determined against murine fibroblast (NIH-3T3) and pig kidney (LLC-Pk1) cells line. Toxicity assays was evaluated at two different times (24 and 48 hours). The maghemite nanoparticles average size was estimated by X-ray diffraction and transmission electron microscopy showing value of 13 and 9 nm, respectively. Infra Red analysis showed the presence of lauric acid associated to the nanoparticles and confirmed the presence of Amphotericin B. Hydrodynamic diameters (HD) of BCL-AmB and BCL after synthesis was 62 and 55 nm and zeta potential was -28 and -42 mV, respectively. BCL has high stability on 240 days, however the HD of BCL-AmB increased at the same period. BCL-AmB presented antifungal activity, with MIC of 1.25 µg/mL, whereas the free AmB showed MIC of 1.0 µg/mL. BCL-AmB showed not toxicity for mammalian cells. For NIH-3T3 cells, the citotoxicity of BCL-AmB was lower than free AmB after 24h, with CC50 values of 20 and 6 µg/mL, respectively; whereas for LLC-Pk1 cells, the values were 267 and 37 µg/mL, respectively. Similarly, after 48h, the citotoxicity of BCL-AmB was still lower than free AmB. In both cells line, CC50 of BCL-AmB induced less DNA fragmentation than the CC50 of AmB by comet assay. However, by flow citometer assay, there is no difference between all groups. Hence, the results observed suggest that BCL-AmB may be a new nanotool of treatment for PCM, once the AmB in this nanoformulation is still antifungical and showed lower citotoxicity and genotoxicity effects. There are promising results in this model (in vitro) but tests are still needed to verify their in vivo mechanisms of toxicity.

Neste trabalho é apresentado um método para medição de deslocamentos sem contato, utilizando sensores magnetoresistivos, os quais são sensibilizados pela variação do campo magnético produzido por um imã permanente em deslocamento no espaço. Os sensores magnetoresistivos possuem, internamente, uma ponte de Wheathestone, onde a resistência varia conforme varia o campo magnético, de modo que o circuito mais indicado para este caso é um amplificador e um filtro para cada sensor. O principal objetivo do trabalho é a obtenção de uma técnica para medir deslocamentos sem contato, e estender os resultados para medida de movimentos mandibulares. A montagem consiste de duas placas de celeron, distantes 30mm uma da outra e unidas por parafusos de polietileno. Em cada uma destas placas foram dispostos quatro sensores, num total de oito, sendo que para cada um deles existe um circuito de amplificação e filtragem do sinal de saída. Sob uma chapa de alumínio foi fixado este equipamento e uma mesa de calibração em 3D, a qual, após a obtenção da matriz de calibração, foi substituída por um emulador de movimento mandibular. Os parâmetros do modelo foram estimados através do método dos mínimos quadrados com auxílio do software Matlab, Release 12. Este software também foi utilizado para o sistema de aquisição de dados durante a realização dos experimentos. A imprecisão dos resultados obtidos na determinação dos deslocamentos, está na ordem de décimos de milímetros. O trabalho apresenta, também, o mapeamento do campo magnético do magneto utilizado nos experimentos através do software FEM2000 – Método de elementos finitos aplicado ao eletromagnetismo.

Este trabalho tem como objetivo o estudo e o desenvolvimento de um transdutor magnético de posição, cujo princípio de funcionamento é baseado na relação entre a distribuição do fluxo magnético em sua estrutura, provido por uma fonte de fluxo magnético constante, c.c. ou c.a., e a posição linear da parte móvel do transdutor ao longo de sua direção de deslocamento ou excursão. O transdutor pode ter entreferros de medição para medir a indução magnética nas culatras laterais, com fluxo magnético de excitação constante, c.c. ou c.a., ou não ter entreferros de medição, caso em que apenas fluxo magnético de excitação c.a. é empregado. Em ambos os casos, com fluxo magnético de excitação c.a., bobinas exploradoras foram usadas para medir o fluxo magnético estabelecido nas culatras de acordo com a posição da parte móvel do transdutor. Para o primeiro caso foi desenvolvido um protótipo no qual o material das culatras é aço maciço. Para o segundo foram desenvolvidos dois protótipos, um com barra de aço maciça, e o outro com núcleo de lâminas de Fe-Si. Além de se desenvolver uma modelagem analítica para estudar o transdutor, empregou-se, como ferramenta auxiliar de simulação, uma modelagem eletromagnética por elementos finitos. Os resultados teóricos, simulados e experimentais são esclarecedores e demonstram que o transdutor confeccionado com lâminas de Fe-Si e excitação através de fluxo magnético c.a. apresenta uma saída linear. É demonstrado também que a metodologia proposta e utilizada na modelagem e na concepção do transdutor são adequadas e indicam o domínio da teoria e da tecnologia propostas. As configurações sugeridas são extensivamente analisadas por este trabalho No caso do transdutor com fluxo magnético c.a. proposto e resultante desse estudo, sua topologia pode ser considerada inovadora, não sofrendo um efeito de histerese no seu sinal de saída devido à histerese magnética de suas culatras ferromagnéticas como acontece no transdutor com fluxo magnético c.c.. Isso, entre outras razões, ensejou o depósito de sua patente. Adicionalmente, é robusto, de fácil confecção, com enrolamentos que não requerem uma montagem de precisão como em outros transdutores eletromagnéticos de posição, e de baixo custo.

Este trabalho aborda o design, a fabricação e a caracterização de um sensor óptico de posição, o múltiplo PSD (Position Sensitive Detector). O sensor é composto de 64 PSDs unidimensionais em paralelo. O PSD é um sensor do qual o sinal de saída é uma medida direta do centro de gravidade do spot do feixe de luz que incide sobre ele, devido ao foto-efeito lateral. O múltiplo PSD foi fabricado com tecnologia planar de silício. No processo de fabricação foram utilizadas três máscaras litográficas e realizadas duas implantações iônicas de boro para formação de uma camada tipo-p no substrato de silício tipo-n. O sensor foi caracterizado elétrica e opticamente. Da caracterização elétrica, obtiveram-se informações dos contatos de alumínio e da resistência dos PSDs (resistência média de 570 kΩ), através das medidas I-V. Das medidas I-V feitas entre PSDs vizinhos obteve-se uma tensão de ruptura de 25 V. A caracterização óptica mostrou que os PSDs têm boa linearidade (cerca de 0,1 % de não linearidade) e resolução melhor que 10 μm. Análises com variação de potência do feixe de luz foram realizadas. A partir de 10 μW de potência do feixe, observou-se uma saturação da sensibilidade do PSD em aproximadamente 10 mV/mm e da foto-tensão lateral em aproximadamente 60 mV, quando o feixe estava incidindo num ponto fixo na área ativa a cerca de 5 mm de um contato, numa variação da potência de 78 nW a 65 μW. Medidas de balanceamento com dois feixes também foram realizadas, sendo obtidas funções de transferência com a variação das potências dos dois feixes para distâncias entre feixes de aproximadamente 2 e 11 mm. Elas mostraram que a sensibilidade aumenta com o aumento da potência e a distância entre os feixes. Foram feitas medidas com os dois feixes incidindo em pontos simétricos ao ponto de tensão nula. Alterando a potência de um dos feixes, a foto-tensão lateral varia no mesmo sentido da variação entre as potências dos feixes. Essa medida confirma a utilização do dispositivo como um diferenciador de sinal óptico, que pode ser usado em várias aplicações, e.g. em um espectrômetro diferencial. / This work deals with design, fabrication and characterization of an optical position sensor, so-called multiple PSD. The sensor is made of 64 one-dimensional PSDs made parallel to each other. A Position Sensitive Detector - PSD is a sensor which produces a signal that is a direct measure for the centre of gravity of the incident light beam due to the lateral photo-effect. The silicon planar technology was used to make multiple PSDs. Three photo masks were used in the fabrication process in which two boron ion implantations were employed to make a p-type layer in an n-type silicon substrate. Electrical and optical characterizations were realized on the sensor. From electrical characterization, information about the resistive layer and aluminium contacts on resistive layers was obtained. The mean resistance was 570 kΩ. I-V characteristics were measured between neighbour PSDs, from where one can see the breakdown voltage in about 25 V. The optical characterization showed the PSDs have about 0,1% nonlinearity and resolution better than 10 μm. Analyses with variations of the light beam’s power were made. These measurements showed that for a power from about 10 μW, the PSD sensibility saturated in about 10 mV/mm as well as the lateral photo voltage in about 60 mV, when the light beam was hitting the active area on a fixed point located about 5 mm from a contact, within 78 nW to 65 μW range power. In balancing measurements with two light beams placed about 2 mm (and later 11 mm) away from each other and with power variation, transfer functions were obtained. They showed sensitivity grows with increase of power and distance between the light beams. Measurements with the two beams hitting two symmetrical points to the null voltage point were made, from where one can see lateral voltage is null for beams with the same power. Changing the power of one of the beams, the lateral voltage moves in the same direction of the variation between the beam powers. This result confirms the use of a PSD like an optical differentiator, in this way it can be used in several applications, e.g. in a differential spectrometer.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-Graduação em Química, 2012. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2012-07-03T23:12:01Z No. of bitstreams: 1 2012_AndersonMateusMendoncaeSilvaMedeiros.pdf: 2509025 bytes, checksum: eff3cfa14edb2953b04ac39bfeaae5f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-07-05T18:06:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_AndersonMateusMendoncaeSilvaMedeiros.pdf: 2509025 bytes, checksum: eff3cfa14edb2953b04ac39bfeaae5f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-05T18:06:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_AndersonMateusMendoncaeSilvaMedeiros.pdf: 2509025 bytes, checksum: eff3cfa14edb2953b04ac39bfeaae5f0 (MD5) / Líquidos Iônicos Magnéticos (LIM) foram obtidos a partir da dispersão de nanopartículas magnéticas (NPM), modificadas superficialmente, no líquido iônico bistrifluorometanosulfonilimidato de 1-n-butil-3-metilimidazólio (BMI.NTf2). As NPM do tipo g-Fe2O3, Fe3O4, e CoFe2O4 foram obtidas pelo método de co-precipitação química. A superfície das NPM foram modificadas por silanização com cloreto de 1-n-butil-3-3- (trimetoxipropilsilano)imidazólio. As NPM modificadas e não modificadas foram caracterizadas por difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de transmissão (MET), por espectroscopias FTIR, FTNIR e Raman, bem como por análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial exploratória (DSC) e medidas de magnetização (magnetização vs campo magnético). Os difratogramas das amostras investigadas foram característicos das ferritas do tipo espinélio. A aplicação da equação de Scherrer aos dados de DRX mostra que as NPM de Fe3O4, CoFe2O4 e g-Fe2O3 apresentam diâmetros médios correspondentes a 12,3, 11,0 e 9,9 nm, respectivamente. Diâmetros médios similares foram obtidos por MET. Os espectros Raman das nanopartículas magnéticas mostraram fônons característicos desses materiais e os espectros Raman dos LIM sugerem algum tipo de interação entre o líquido iônico e as nanopartículas magnéticas. O espectro FTNIR das amostras de Fe3O4 e CoFe2O4 mostraram absorções características desses materiais. Os espectros FTIR das amostras superficialmente modificadas mostram, inequivocadamente, a presença do agente modificador na superfície das NPM. Os resultados obtidos por TGA mostram que a superfícies das ferritas estão recobertas por pelo menos uma monocamada do modificador. As medidas de magnetização mostram que as NPM de Fe3O4 e g-Fe2O3 e os LIM corrspondentes apresentam comportamento superparamagnético com coercividades e remanências desprezíveis. Os valores de coercividade e remanência para as NPM e LIM derivados de CoFe2O4 não foram desprezíveis. A estabilidade dos LIM é atribuída à formação de pelo menos uma monocamada de agente modificador na superfície das NPM a qual apresenta uma estrutura que mimetiza a estrutura do LI. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Magnetic ionic liquids (MIL) were obtained by the dispersion of surface modified magnetic nanoparticles (MNP) in the ionic liquid (IL)1-n-butyl 3-methylimidazolium bistrifluorometanosulfonilimide (BMI.NTf2). The MNP were made from ferrites of the type g- Fe2O3, Fe3O4, and CoFe2O4 that were obtained by the co-precipitation method. The surfaces of the MNP were modified by silanization with 1-n-butyl-3-3- (trimethoxipropylsilane)imidazolium chloride. The non modified and modified MNP were characterized by x ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), FTIR, FTNIR, and Raman spectroscopy as well as by, TGA, DSC, and magnetization measurements (magnetization vs magnetic field). The XRD diffraction patterns of the investigated samples were characteristic of spinel ferrites and the application of Schrrer´s equation showed that the Fe3O4, CoFe2O4, and g-Fe2O3 MNP have mean diameters of 12.3, 11.0, and 9.9 nm, respectively. Similar mean diameters were obtained by the TEM analysis. The Raman spectra of the MNP have shown the characteristic Raman phonons for these materials and the Raman spectra of the MIL suggest some kind of interaction between the IL and the MNP. The FTNIR spectra of the Fe3O4 and CoFe2O4 samples have shown the characteristic absorptions of these materials. The FTIR spectra of surface modified samples characterized unequivocally the presence of the surface modifier on the surface of the MNP. TGA results have shown that the surface of the MNP is recovered with at least one monolayer of modifier. Magnetization measurements have shown that the Fe3O4 and g-Fe2O3 MNP as well as their corresponding MIL present superparamagnetic behavior with negligible remanences and coercivities. The coercivities and remanences for the CoFe2O4 MNP and the corresponding MIL are not negligible. The stability of MIL is attributed to the formation of at least one monolayer of the surface modifier, which presents a structure that mimics the IL structure.