Submitted by camilla martins (camillasmmartins@gmail.com) on 2017-02-21T17:53:55Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_SinteseSuperficiesSeletivas.pdf: 1515205 bytes, checksum: a5d7b90fcc0bd0efad0bc1f748f51495 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-22T16:06:43Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_SinteseSuperficiesSeletivas.pdf: 1515205 bytes, checksum: a5d7b90fcc0bd0efad0bc1f748f51495 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-22T16:06:43Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_SinteseSuperficiesSeletivas.pdf: 1515205 bytes, checksum: a5d7b90fcc0bd0efad0bc1f748f51495 (MD5) Previous issue date: 2015-08-19 / A evolução da computação tem possibilitado avanços substanciais em pesquisas relacionadas à engenharia e em projetos industriais. Nestas áreas, o emprego de ferramentas computacionais tem se intensificado para simulação e obtenção de determinados parâmetros do projeto. No entanto, a crescente demanda por precisão e o aumento gradativo da complexidade das estruturas e sistemas, resulta num processo de simulação cada vez mais demorado, pois a avaliação de um único critério pode consumir várias horas, bem como vários dias ou até mesmo semanas. Logo, um método que minimize o tempo de simulação e otimização, pode, assim, economizar tempo e dinheiro. Nesse contexto, a computação bioinspirada (bioinspired computing - BIC), se apresenta precisa e eficiente, onde muitos métodos computacionais tradicionais falham e, consiste em novo mecanismo para suprir tais dificuldades. Assim, neste trabalho, é realizado um estudo acerca de alguns dos algoritmos BIC mais utilizados na atualidade para projeto e otimização de problemas gerais na engenharia e na indústria. Doravante, se vislumbra desenvolver um código de otimização meta-heurístico multiobjectivo que apresente menor custo computacional e, consequentemente, menor tempo para processamento dos dados. Inicialmente, é realizada uma investigação eletromagnética das superfícies seletivas de frequência triangulares estudadas, através de simulações computacionais. A análise numérica de onda completa é feita pela técnica das integrais finitas com o auxílio de um software comercial muito utilizado para simulações em eletromagnetismo. O processo de síntese consiste em sintonizar a frequência de ressonância das estruturas e a largura de banda de acordo com os objetivos inseridos na função custo dos algoritmos de otimização. A modelagem das estruturas é realizada por uma rede neural artificial e o processo de otimização é realizado por algoritmos meta-heurísticos. Os resultados obtidos por esses códigos são comparados aos simulados pelo software comercial e aos medidos. Observou-se boa concordância entre os resultados simulados e medidos, bem como uma substancial redução no menor tempo de processamento das estruturas. Por fim, são apresentadas as conclusões e as propostas para trabalhos futuros. / The evolution of computing has made possible substantial advances in research related to engineering and industrial projects. In these areas, the use of computational tools has been intensified for simulation and obtaining certain parameters of the project. However, the growing demand for precision and the gradual increase of the complexity of the structures and systems, results in a simulation process increasingly time-consuming, because the evaluation of a single criterion can consume several hours, as well as several days or even weeks. Therefore, a method that maximizes the time of simulation and optimization, can thus save time and money. In this context, bioinspired computing (BIC), presents accurate and efficient, where many traditional computational methods fail and consists of new mechanism to address such difficulties. Thus, in this work, a study about some of the algorithms used today for BIC design and optimization of general problems in engineering and industry. From now on, one sees develop a metaheuristic optimization code to provide lower-cost computational multiobjective and, consequently, less time for data processing. Initially, an electromagnetic research of frequency selective surfaces with triangular patch elements is done by computer simulations. The numerical analysis is carried out using a full-wave technique based on finite integrals implemented on commercial software performed for simulations in electromagnetism. The synthesis process consists of tuning the resonant frequency of the structures and the bandwidth according to the objectives in the cost function optimization algorithms. The modeling of structures is performed by an artificial neural network and optimization process is performed by meta-heuristics algorithms. The results obtained by these codes are compared to simulated ones by commercial software and measured. A good agreement between simulated and measured results was obtained, as well as a substantial reduction in the processing time of the structures. Finally, conclusions and proposals for further works are presented.

O presente projeto teve como objetivo estudar a aplicação de campos eletromagnéticos de alta freqüência (micro-ondas) em processos enzimáticos, particularmente na síntese enzimática de biodiesel a partir da etanólise de óleos vegetais em meio isento de solvente. A enzima indicada para esse tipo de processo - lipase (EC 3.1.1.3) foi usada na forma imobilizada e os ensaios foram realizados utilizando óleos vegetais de baixo custo (babaçu e palma) e etanol como fontes de matérias-primas. Para cada óleo vegetal foi usada uma específica preparação de lipase, tomando por base resultados anteriormente obtidos. Para o óleo de babaçu foi utilizada a lipase de Burkholderia cepacia-PS, enquanto para o óleo de palma foi empregada a lipase de Pseudomonas fluorescens-AK. O trabalho experimental foi desenvolvido em três etapas. Na primeira etapa, a lipase de Burkholderia cepacia-PS foi imobilizada em dois suportes não comerciais, um inorgânico (Nb2O5) e outro inorgânicoorgânico (híbrido, SiO2-PVA) visando determinar o suporte mais adequado para imobilizar esta específica preparação de lipase. Os derivados imobilizados resultantes foram caracterizados quanto suas propriedades bioquímicas (pH e temperatura), cinéticas (Km e Vmax); estabilidade térmica (60 ?C) e posteriormente utilizados na reação de interesse. Os resultados obtidos indicaram que o derivado imobilizado na matriz híbrida (SiO2-PVA) foi mais estável termicamente e mais eficiente para mediar a reação de etanólise do óleo de babaçu, alcançando 90,1% de rendimento em 24 h. Esta matriz também foi utilizada para imobilizar a lipase de Pseudomonas fluorescens-AK. Na segunda etapa do trabalho, foram realizados testes de estabilidade térmica das lipases imobilizadas em SiO2-PVA no reator de micro-ondas (Discover/University-Wave, Cem Corporation). Os testes foram realizados a 60?C em meio orgânico, revelando tempos de meia-vida da ordem de 5,63 e 8,22 h, respectivamente para Burkholderia cepacia e Pseudomonas fluorescens. Na última etapa, buscou-se por meio da utilização de um método estatístico, determinar as condições adequadas de transesterificação para cada óleo vegetal. Esta etapa foi realizada por meio de uma matriz de planejamento fatorial, avaliando simultaneamente a influência da temperatura e razão molar na síntese do biodiesel. Para a etanólise do óleo de babaçu, a formação dos ésteres etílicos foi fortemente influenciada pelas variáveis quadráticas (X12, X22), razão molar e temperatura, respectivamente. O modelo matemático proposto permitiu prever as condições necessárias que favorecem o alcance de elevados rendimentos da produção de biodiesel, sendo a reação maximizada (100%) em 10h de reação para meios reacionais constituídos de uma razão molar de 1:12 (óleo/etanol) a 50 ºC. Para a etanólise do óleo de palma, a formação dos ésteres etílicos foi fortemente influenciada pelas variáveis lineares (X1, X2), razão molar e temperatura, respectivamente. O modelo matemático proposto indicou que os níveis baixos temperatura (43°C) e razão molar 1:8 (óleo/etanol) conduzem a uma conversão de 97% dos ácidos graxos presentes no óleo de palma em ésteres etílicos em apenas 12 h de reação. Os resultados obtidos indicam que o desenvolvimento de reações enzimáticas assistidas por micro-ondas constitui um procedimento potencial para a produção de biodiesel tendo em vista que foi possível diminuir os tempos de reação, demonstrando a viabilidade do processo enzimático proposto para ambos óleos vegetais, com vantagens adicionais em relação ao processo submetido ao aquecimento convencional. / The objective of this project was to study the application of electromagnetic fields of high frequency (microwave) in enzymatic process, especially in the synthesis of biodiesel by the ethanolysis of vegetal oils in a solvent free system. The indicated enzyme for this process - lipase (EC 3.1.1.3) was used in an immobilized form and the assays were carried out using low cost vegetal oils (babassu oil and palm oil) and ethanol as raw material sources. For each vegetal oil a specific lipase preparation was used based on previous results. For babassu oil lipase from Burkholderia cepacia-PS was used while for palm oil lipase from Pseudomonas fluorescens-AK. The experimental work was developed in three steps. In the first, lipase from Burkholderia cepacia-PS was immobilized on two non-commercial matrixes, as inorganic matrix (niobium oxide, Nb2O5) and hybrid matrix (polysiloxane-polyvinyl alcohol, SiO2- PVA) aiming to determine the most suitable matrix to immobilize this specific preparation of lipase. The resulting immobilized derivatives were analyzed regarding their biochemical properties (pH and temperature), kinetic properties (Km and Vmax) and thermal stability (60oC) following their applications in the reaction proposed. The results obtained indicated that the immobilized derivate on hybrid matrix (SiO2-PVA) was more thermally stable and efficient to mediate the ethanolysis reaction of babassu oil, reaching a yield of 90.1% in 24 h. This matrix was also used to immobilize lipase from Pseudomonas fluorescens-AK. In the second stage of work, thermal stability tests of the immobilized lipases on SiO2-PVA under microwave irradiation were performed using a microwave reactor (Discover/University-Wave, Cem Corporation). The tests were performed at 60oC in organic medium, revealing half-life times in the order of 5.65 and 8.22h, respectively for Burkholderia cepacia and Pseudomonas fluorescens. In the last stage, conditions to carry out the transesterification for each vegetable oil were determined, using a statistic method. This stage was conducted by a factorial design matrix, attaining the influence of temperature and molar ratio in biodiesel synthesis. For the ethanolysis of babassu oil, the formation of ethyl esters was strongly influenced by quadratic variables (X12, X22), molar ratio and temperature, respectively. The statistical model allowed predicting the adequate conditions that could reach high yields of biodiesel production, maximizing the reaction (100%) in 10h for reaction media consisting of a molar ratio of 1:12 (oil/ethanol) at 50oC. For ethanolysis of palm oil, the formation of ethyl ester was highly influenced by linear variables (X1, X2), molar ratio and temperature, respectively. The proposed statistic model indicated that the low levels of temperature (43oC) and ratio molar 1:8 (oil/ethanol) conduct to 97% conversion of fatty acid present on palm oil in ethyl esters in 12h of reaction. The obtained results indicated that the development of enzymatic reactions conducted by microwaves constitutes a potential procedure for the production of biodiesel in view that it was possible to reduce the reaction time, demonstrating the viability of the considered enzymatic process for both vegetal oils, with advantages adds in relation to the submitted process to the conventional heating.

[pt] Este trabalho de Tese apresenta a pesquisa, dimensionamento e desenvolvimento de lentes de Rotman em microstrip. É apresentada uma nova metodologia para projetos com apoio de ferramentas computacionais de simulação eletromagnética. São desenvolvidos protótipos em substratos dielétricos (permissividade relativa igual 10,2) para aplicações de direcionamento eletrônico de feixe (phased array) nas faixas de frequências de radares e sistemas de defesa (4 menos 6 GHz) e dos futuros sistemas de telefonia móvel 5G (27 menos 29 GHz). Também são apresentados os resultados das simulações e testes realizados em todos os dispositivos desenvolvidos. / [en] This work presents the research, dimensioning and design of microstrip Rotman lens. A new methodology for designs with support of computational tools of electromagnetic simulation is presented. Prototypes are developed on dielectric substrates (relative permittivity equal 10.2) for phased array applications in frequencies of defense systems and radar (4 minus 6 GHz) and of future 5G mobile systems (27 minus 29 GHz). Besides that, the results of the simulations and tests performed in all designed devices are presented.

Submitted by Lara Oliveira (lara@ufersa.edu.br) on 2017-05-23T23:17:13Z No. of bitstreams: 1 JoséDAN_DISSERT.pdf: 4366336 bytes, checksum: 608d3dd1b2cdbeef88c6fe49d0d9dfa1 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-05-24T11:15:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JoséDAN_DISSERT.pdf: 4366336 bytes, checksum: 608d3dd1b2cdbeef88c6fe49d0d9dfa1 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Christiane (referencia@ufersa.edu.br) on 2017-05-24T11:16:18Z (GMT) No. of bitstreams: 1 JoséDAN_DISSERT.pdf: 4366336 bytes, checksum: 608d3dd1b2cdbeef88c6fe49d0d9dfa1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-24T11:16:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JoséDAN_DISSERT.pdf: 4366336 bytes, checksum: 608d3dd1b2cdbeef88c6fe49d0d9dfa1 (MD5) Previous issue date: 2016-06-02 / Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis / With the increasing demand of oil products, the need arises to seek more and more new extraction techniques to increase the production of barrels at the lowest possible cost. With this also comes the concern for the environment and the entire ecosystem near the mining fields. Techniques to increase the recovery factor of these wells has been developed and refined over the past few years. The heating method by microwave is a process where the electromagnetic energy at high frequency is transformed into thermal energy dielectric loss and / or electromagnetic absorption. Research using as a basis the increase of technical electromagnetic heating recovery factor is still poorly developed. The present work aim is to develop a pipeline model filled by brackish water and heavy oil, the main components present in oil wells the Northeast, and heating it using microwaves to reduce its viscosity. This process is intended to prevent the extraction system is blocked by paraffin buildup. Five models were developed for the realization of studies heating by electromagnetic radiation and potential were varied in three steps. The simulations were all developed using multifísico software COMSOL. The simulation results are plotted in graphs in one and two dimensions, in order to compare the performance of each model used to describe the energy conversion efficiency in the system and analyzing the propagation and absorption of electromagnetic radiation in the dielectric / Com a crescente demanda dos produtos derivados do petróleo, surge a necessidade de buscar cada vez mais novas técnicas de extração que aumente a produção de barris com o menor custo possível. Com isso, surge também a preocupação com o meio ambiente e todo o eco sistema próximo aos campos de extração. Técnicas para aumentar o fator de recuperação desses poços vem sendo desenvolvidas e aperfeiçoadas ao longo dos últimos anos. O método de aquecimento por micro-ondas é um processo onde a energia eletromagnética em alta frequência é transformada em energia térmica por perdas dielétricas e/ou absorção eletromagnética. As pesquisas usando como base as técnicas de aumento do fator de recuperação por aquecimento eletromagnético ainda são pouco desenvolvidas. O intuito do presente trabalho é o de desenvolver um modelo de duto totalmente preenchido por água salobra e óleo pesado, principais componentes presentes em poços de petróleo da região nordeste, e aquecer o mesmo usando micro-ondas para diminuir sua viscosidade. Esse processo tem por finalidade evitar que o sistema de extração seja obstruído por acúmulo de parafina. Cinco modelos foram desenvolvidos para a realização dos estudos de aquecimento por radiação eletromagnética e as potencias foram variadas em três etapas. As simulações foram todas desenvolvidas usando o software multifísico COMSOL. Os resultados das simulações foram plotados em gráficos em uma e duas dimensões, com o intuito de comparar o desempenho de cada modelo adotado, descrever a eficiência de conversão de energia no sistema e analisar a propagação e absorção da radiação eletromagnética no dielétrico / 2017-05-23

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work describes the reaction parameters influence in the 3,5-dimethyl-1H-pyrazole N-alkylation under microwave irradiation. The experiments were performed in different conditions with the purpose of verified the influence of temperature, basic, pressure, solvent effect and ionic liquid effect as passive heating elements (PHEs). The used alkylant agents were 1-butyl bromide, 2-butyl bromide, 1-ethyl iodide, 1-ethyl bromide and 1-butyl chloride. The ionic liquids [BMIM][BF4], [EMIM][BF4], [OMIM][BF4] and [BPy][BF4] were applied as PHEs. Initially, it was possible verified which elevated temperatures (100 - 150°C) allows to perform the reaction in very short reaction times (2,5 - 10 min). In general, it was observed which the base need is related to low reaction temperatures and alkylant agents of low reactivity. In addition, enhanced conversions were obtained with the solvent polarity and/or internal pressure increase. When different ionic liquids were used as PHEs, no relevant conversion difference was observed to the studied reaction. / Este trabalho descreve a influência dos parâmetros reacionais sobre a N-alquilação de 3,5-dimetil-1H-pirazol assistida por irradiação de micro-ondas. Os experimentos foram conduzidos em diferentes condições a fim de verificar a influência da temperatura, base, pressão, efeito do solvente e efeito do líquido iônico como elemento passível de aquecimento (EPA). Como agentes alquilantes, foram utilizados 1-bromobutano, 2-bromobutano, 1-iodoetano, 1-bromoetano e 1-clorobutano. Os líquidos iônicos [BMIM][BF4], [EMIM][BF4], [OMIM][BF4] e [BPy][BF4] foram utilizados como EPAs. Através dos experimentos realizados, foi possível verificar que elevadas temperaturas (100 - 150°C) permitem a utilização de curtos tempos reacionais (2,5 - 10 min). De modo geral, foi observado que a necessidade de base está relacionada a baixas temperaturas reacionais e agentes alquilantes de baixa reatividade. Além disso, melhores conversões foram obtidas com o aumento da polaridade do solvente e/ou da pressão interna do vaso reacional. Quando diferentes líquidos iônicos foram utilizados como EPAs, não foram observadas diferenças significativas de conversão para a reação estudada.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This master thesis performs the analysis and design of an AC-DC converter with high voltage gain to be used to supply a magnetron in a microwave generation system. The converter topology is chosen so as to enable input power control, operation with high power factor and with possibility of wide variation in the effective voltage input, so that the converter operates in the universal 100-240 V effective voltage range. The topology consists of a controlled type half-bridge rectifier at the entrance, responsible for the current control and diferencial voltage balance on the DC link capacitors and an isolated DC-DC half-bridge converter with high voltage gain, which operates with a fixed duty cycle. The design of passive and active elements of AC-DC converter are presented and the discrete control to implement a prototype that operates with input power up to 800 W is performed. The controllers are implemented in a low-cost 32-bit and fixed point arithmetic microcontroller. Experimental results to validate the designed controllers are obtained for various power reference values, evaluating the converter for practically all operational range. / A presente dissertação de mestrado realiza a análise e o projeto de um conversor CA-CC de elevado ganho de tensão para ser utilizado na alimentação de um magnetron em um sistema de geração de micro-ondas. A topologia do conversor é escolhida de forma a possibilitar o controle da potência de entrada, operação com elevado fator de potência e com possibilidade de grande variação na tensão eficaz da entrada, de forma que o conversor opere na faixa de tensão universal eficaz de 100 a 240 V. A topologia é composta por um retificador meia-ponte na entrada, responsável pelo controle de corrente e equilíbrio das tensões no barramento CC, e por um conversor CC-CC meia ponte isolado na saída com elevado ganho de tensão, que opera com razão cíclica fixa. O projeto dos elementos passivos e ativos do conversor CA-CC são apresentados e o controle discreto para implementação de um protótipo que opera com potência de entrada de até 800 W é realizado. Os controladores são implementados em um microcontrolador de baixo custo de 32 bits e operação aritmética de ponto fixo. Resultados experimentais para validação dos controladores projetados são obtidos, para vários valores de referência de potência, avaliando o conversor para praticamente toda sua faixa de operação.

O presente trabalho teve como principal objetivo a produção por eletrofiação de nãotecidos compostos por fibras ultrafinas à base de policaprolactona (PCL) e cloreto de N-(2-hidroxil)-propil-3-trimetilamônio quitosana (QCh) potencialmente aplicáveis no tratamento de lesões de pele. Para tal, QCh foi sintetizado pela reação entre cloreto de glicidiltrimetilamônio (CGTMA) e quitosana em meio ácido sob irradiação de micro-ondas. Tanto a quitosana de partida como os derivados obtidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), espectroscopia de ressonância magnética nuclear de hidrogênio (RMN 1H), viscosimetria capilar, solubilidade em função do pH, análise termogravimétrica e difração de raios-X. Planejamento fatorial 23 com ponto central e metodologia de superfície de resposta foram aplicados para avaliar o efeito dos parâmetros reacionais razão molar CGTMA/Q, temperatura e tempo reacionais sobre o grau médio de quaternização (GQ-), viscosidade intrínseca e sobre o rendimento reacional. Os resultados mostraram que a razão molar CGTMA/Q foi o fator que mais influenciou as variáveis resposta avaliadas e que a síntese realizada em reator micro-ondas possibilitou a produção de QCh com elevado grau médio de quaternização (GQ-> 70%) em tempo expressivamente inferior (≤30 min.) quando comparado à reação empregando aquecimento convencional (> 4 h). Na etapa subsequente, QCh com diferentes características estruturais (grau médio de quaternização (GQ-) e grau médio de polimerização (GPv-), a saber QCh1 (GQ-= 47,3 %; GPv- = 2218) e QCh2 (GQ-= 71,1 %; GPv- = 1427, foram dissolvidos em diferentes proporções mássicas com poli(ε-caprolactona) (PCL/QCh: 100/0 - 70/30) em solução ácido acético/ácido fórmico 60/40 (v/v) e eletrofiados. Os nãotecidos obtidos foram caracterizados quanto ao diâmetro médio e grau de orientação das fibras, porosidade e espessura, caráter hidrofílico/hidrofóbico das superfícies, capacidade de absorção de água, transmissão de vapor de água, além de cristalinidade e propriedades térmicas e mecânicas. Experimentos in vitro também foram realizados para avaliar a suscetibilidade à degradação enzimática, citotoxicidade em relação às linhagens de células de fibroblastos dérmicos humanos neonatais (HDFn) e queratinócitos humanos (HaCaT) e adesão dessas células na superfície dos nãotecidos. Os resultados dessa etapa revelaram que de acordo com as características estruturais do QCh e com a quantidade desse derivado na blenda PCL/QCh, os nãotecidos obtidos apresentaram fibras com diferentes diâmetros médio (175 nm - 415 nm) e graus de orientação, além de exibirem diferentes porosidade (57,0 % - 81,6 %) e capacidade de hidratação (175 % - 425 %). Os ensaios de tração revelaram que os nãotecidos apresentaram equilíbrio entre capacidade de alongação e tensão na ruptura nos estados seco e após hidratação, sendo que altos valores de tensão na ruptura (> 4 MPa) e alongação (> 120 %) foram observados nos nãotecidos PCL/QCh 90/10. A cristalinidade e a estabilidade térmica dos nãotecidos PCL/QCh foram progressivamente reduzidas com o aumento da concentração de QCh. Os nãotecidos não foram suscetíveis à degradação por lisozima e os ensaios de citotoxidade in vitro mostraram que todos os materiais, exceto PCL/QCh2 70/30, não apresentaram caráter citotóxico em relação às linhagens de células de fibroblastos (HDFn) e queratinócitos humanos (HaCaT). A presença de QCh conferiu caráter hidrofílico à superfície dos nãotecidos favorecendo a adesão e a proliferação dessas células, o que não ocorreu no nãotecido composto somente por PCL. A análise global dos resultados indicou que os nãotecidos PCL/QCh1 90/10 e PCL/QCh2 90/10 foram os que apresentaram características mais promissoras para serem utilizados como curativos, visto que possuem caráter hidrofílico, elevada capacidade de hidratação, estabilidade em meio aquoso, resistência mecânica tanto secos como hidratados, além de não apresentarem caráter citotóxico e favorecerem a adesão e proliferação de fibroblastos e queratinócitos. / The main purpose of this work was the development of electrospun nonwovens composed by ultrathin fibers based on polycaprolactone (PCL) and N-(2-hydroxy)-propyl-3-trimethylammonium chitosan chloride (QCh) potentially useful as wound dressings. QCh was synthesized by reacting glycidyltrimethylammonium chloride (GTMAC) and chitosan (Ch) in acid medium under microwave irradiation. The parent chitosan, as well as the resulting derivatives, were characterized by Fourier transform infrared (FTIR) and 1H NMR spectroscopy, capillary viscometry, thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction and with respect to water-solubility as a function of pH. Full-factorial 23 central composite design and response surface methodology (RSM) were applied to evaluate the effects of molar ratio GTMAC/Ch, reaction time and temperature on the reaction yield, average degree of quaternization (DQ-) and intrinsic viscosity ([η]) of QCh. Results showed that the molar ratio GTMAC/Ch was the most important factor affecting the response variables and that microwave-assisted synthesis allowed the production of highly substituted QCh ((DQ- > 70%)) at a significantly shorter time (≤ 30 min.) as compared to conventional reaction procedures (> 4 h). Following, two samples of QCh possessing different characteristics, i.e. average degree of quaternization (DQ-) and viscosity average degree of polymerization (DPv-), namely QCh1 ( DQ- = 47.3 %; DPv- = 2218) and QCh2 (DQ-= 71.1 %; DPv- = 1427), were synthesized, blended with PCL in acetic acid/formic acid (60/40 v/v) and electrospun into fibrous nonwovens. The PCL/QCh nonwovens were characterized in terms of morphology, surface properties, water absorption capacity, moisture permeation, thermal and tensile properties. In vitro experiments were carried out to evaluate the susceptibility of PCL/QCh nonwovens to enzymatic degradation, cytotoxicity toward neonatal human dermal fibroblasts (HDFn) and human keratinocytes (HaCaT), and adhesion of these cells on nonwoven\'s surface. According to the characteristics of QCh derivative, mainly DQ- and (DPv) ?, and to the QCh content on the resulting PCL/QCh nonwoven, the nanofibers displayed different average diameter (175 nm - 415 nm), and the nonwovens exhibited variable porosity (57.0 % - 81.6 %) and swelling capacity (175 % - 425 %). The tensile tests revealed that the nonwovens present a balance between elasticity and strength under both, dry and hydrated state, the higher tensile strength (> 4 MPa) and elongation (> 120 %) being observed for PCL/QCh 90/10 nonwovens. The crystallinity and thermal stability of PCL/QCh nonwoven decreased with increasing QCh content. The PCL/QCh nonwovens were not susceptible to lysozyme degradation and all PCL/QCh nonwovens, except PCL/QCh2 70/30, were non-cytotoxic toward fibroblasts (HDFn) and keratinocyte (HaCaT). The presence of QCh conferred a hydrophilic character to the surface of the nonwoven, favoring HDFn and HaCaT cells adhesion and spreading, which did not occur in the nonwoven composed only by PCL. Taking into account the whole set of results, it is concluded that the PCL/QCh1 90/10 and PCL/QCh2 90/10 nonwovens showed the most promising characteristics to be used as wound dressings, since they have hydrophilic character, high hydration capacity, stability in aqueous medium, mechanical resistance, in dry and hydrated states, besides they were non-cytotoxic and favored the adhesion and proliferation of fibroblasts and keratinocytes.

Neste trabalho foram realizadas reações de resolução enzimática de ciano-hidrinas [(±)-mandelonitrila 1a, (±)-2-(4-clorofenil)-2-hidroxiacetonitrila 2a, (±)-2-hidroxi-2-(4- hidroxifenil)acetonitrila 3a, (±)-2-hidroxibutanonitrila 4a, (±)-2-(4- fluorofenil)acetonitrila 5a, (±)-2-hidroxi-2-(4-metoxifenil)acetonitrila 6a, (±)-2-hidroxi- 2-(3-fenoxifenil)acetonitrila 7a e (±)-(E)-2-hidroxi-4-fenilbut-3-enonitrila 8a] e de álcoois organofluorados [(±)-2,2,2-trifluoro-1-feniletanol ±9a, ±±)-1-(2,4,5- trifluorofenil)etanol 10a, (±)-1-(3-bromofenil)-2,2,2-trifluoroetanol 11a, (±)-1-(4- bromofenil)-2,2,2-trifluoroetanol 12a e (±)-1-(2-trifluorometil)feniletanol 13a] utilizando a lipase imobilizada de Candida antarctica (CALB). As reações foram realizadas em agitador orbital por um período de tempo que variou entre 24-168 h de reação apresentando diferentes conversões e excessos enantioméricos: [(R)-álcool 1a (c = 51%, ee = 51%), (S)-acetato 1b (c = 49%, ee = 98%); (R)-álcool 2a (c = 42%, ee > 99%), (S)-acetato 2b (c = 58%, ee = 94%); (R)-álcool 3a (c = 34%), (S)-acetato 3b (c = 32%, ee = 28%); (R)-álcool 4a (c = 82%), (S)-acetato 4b (c = 18%, ee = 25%); (R)-álcool 5a (c = 5%), (S)-acetato 5b (c = 55%, ee = 97%); (R)-álcool 6a (c = 44%), (S)-acetato 6b (c = 56%, ee = 99%); (R)-álcool 7a (c = 53%), (S)-acetato 7b (c = 47%, ee = 92%); (R)-álcool 8a (c = 40%), (S)-acetato 8b (c = 60%, ee = 80%); (R)-álcool 9a (c = 51%, ee = 62%), (S)- acetato 9b (c = 49%, ee > 99%); (S)-álcool 10a (c = 50%, ee > 99%), (R)-acetato 10b (c = 50%, ee > 99%); (R)-álcool 11a (c = 49%, ee = 61%), (S)-acetato 11b (c = 51%, ee = 82%); (R)-álcool 12a (c = 51%, ee = 72%), (S)-acetato 12b (c = 49%, ee > 99%); (S)-álcool 13a (c = 88%), (R)-acetato 13b (c = 12%, ee > 99). Os resultados por irradiação micro-ondas para os compostos obtidos apresentaram menores tempos de reação (1-14 h) comprovando a sua eficiência na resolução quimio-enzimática de compostos organofluorados e ciano-hidrinas: [(R)-álcool 1a (c = 60%, ee = 89%), (S)-acetato 1b (c = 40%, ee = 92%); (R)-álcool 2a (c = 47%, ee = 82%), (S)-acetato 2b (c = 53%, ee = 90%); (R)-álcool 3a (c = 34%), (S)-acetato 3b (c = 17%, ee = 59%); (R)-álcool 5a (c = 4%, ee = 88%), (S)-acetato 5b (c = 50%, ee = 92%); (R)-álcool 6a (c = 44%, ee = 73%), (S)-acetato 6b (c = 56%, ee = 90%); (R)-álcool 7a (c = 50%, ee = 84%), (S)-acetato 7b (c = 50%, ee = 84%); (R)-álcool 8a (c = 41%, ee = 91%), (S)-acetato 8b (c = 59%, ee = 74%); (S)-álcool 9a (c = 95%), (R)-acetato 9b (c = 5%, ee > 99%); (R)-álcool 10a (c = 50%, ee >99%), (S)- acetato 10b (c = 50%, ee >99%); (R)-álcool 11a (c = 58%, ee = 43%), (S)-acetato 11b (c = 42%, ee = 78%); (S)-álcool 12a (c = 51%, ee = 70%), (R)-acetato 12b (c = 49%, ee = 98%); (S)-álcool 13a (c = 85%), (R)-acetato 13b (c = 15%, ee > 99)]. Em especial destaca-se, neste trabalho o uso de células microbianas utilizando a irradiação micro-ondas na redução de fluorocetonas. Sendo assim, foi realizada reações de biorredução da (±)- 2,2,2-trifluoroacetofenona 3 em agitador orbital e irradiação micro-ondas pelo fungo marinho Mucor racemosus CBMAI 847 nas concentrações de (2,9; 5,7; 8,5 e 14 mmol/L) em pH 8 e na concentração de 14 mmol/L em pH 5. Após 6 h de reação obtiveram-se conversões entre 39-100% e excessos enantioméricos entre 74-96% em agitador orbital e por irradiação micro-ondas obteve-se uma variação de 28-64% de conversão e excesso enantiomérico entre 73-96%. Também foram realizadas reações de biorredução com as bactérias termofílicas SPZSP005, SPZSP088, SPZSP051 e SPZSP055 para cetonas organofluoradas obtendo-se elevadas enantiosseletividades (>99%) e conversões (>99%). Esse estudo relata a primeira investigação da literatura frente ao uso de fungo e bactérias termofílicas por irradiação micro-ondas aplicada em biocatálise. Foram também realizadas reações de adição de aza-Michael entre a benzilamina e cetonas ?,β-insaturadas (ciclo-hexenona, 3-metil-2-ciclo-hexen-1-ona e a 2,5-dimetil-para-benzoquinona) utilizando a CALB em diferentes solventes orgânicos (EtOAc, CH2Cl2, n-hexano, MeOH, tolueno, éter etílico e THF) em agitador orbital e por irradiação micro-ondas. Através das reações de adição de aza-Michael foi obtido por adição-1,2 e adição-1,4 como adutos iminas, os quais foram caracterizadas por espectrometria de massas. Finalmente neste trabalho aplicou a irradiação micro-ondas em biocatálise via resolução cinética, redução de cetonas e adição de Michael. / In this study, enzymatic kinetic resolutions of cyanohydrins [(±)-mandelonitrile 1a, (±)-2-(4-chlorophenyl)-2-hydroxyacetonitrile 2a, (±)-2-hydroxy-2-(4- hydroxyphenyl)acetonitrile 3a, (±)-2-hydroxybutanenitrile 4a, (±)-2-(4- fluorophenyl)acetonitrile 5a, (±)-2-hydroxy-2-(4-metoxiphenyl)acetonitrile 6a, (±)-2- hydroxy-2-(3-fenoxyphenyl)acetonitrile 7a and (±)-(E)-2-hydroxy-4-phenylbut-3- enonitrile 8a], and organofluorine alcohols [(±)-2,2,2-trifluoro-1-phenylethanol 9a, (±)-1-(2,4,5-trifluorophenyl)ethanol 10a, (±)-1-(3-bromophenyl)-2,2,2-trifluoroethanol 11a, (±)-1-(4-bromophenyl)-2,2,2-trifluoroethanol 12a and (±)-1-(2- trifluoromethyl)phenylethanol 13a] were performed using immobilized lipase from Candida Antarctica (CALB). The reactions were performed on an orbital shaking for a period ranging from 24 to 168 h with different conversions and enantiomeric excesses. [(R)- alcohol 1a (c = 51%, ee = 51%), (S)-acetate 1b (c = 49%, ee = 98%); (R)- alcohol 2a (c = 42%, ee > 99%), (S)-acetate 2b (c = 58%, ee = 94%); (R)-alcohol 3a (c = 34%), (S)-acetate 3b (c = 32%, ee = 28%); (R)-alcohol 4a (c = 82%), (S)-acetate 4b (c = 18%, ee = 25%); R)-alcohol 5a (c = 5%), (S)-acetate 5b (c = 55%, ee = 97%); (R)-alcohol 6a (c = 44%), (S)-acetate 6b (c = 56%, ee = 99%); (R)-alcohol 7a (c = 53%), (S)-acetate 7b (c = 47%, ee = 92%); (R)-alcohol 8a (c = 40%), (S)-acetate 8b (c = 60%, ee = 80%); (R)- alcohol 9a (c = 51%, ee = 62%), (S)-acetate 9b (c = 49%, ee > 99%); (S)-alcohol 10a (c = 50%, ee > 99%), (R)-acetate 10b (c = 50%, ee > 99%); (R)-alcohol 11a (c = 49%, ee = 61%), (S)-acetate 11b (c = 51%, ee = 82%); (R)-alcohol 12a (c = 51%, ee = 72%), (S)- acetate 12b (c = 49%, ee > 99%); (S)-alcohol 13a (c = 88%), (R)-acetate 13b (c = 12%, ee > 99). The results obtained by microwave irradiation for the substrates showed shorter reaction times (1 to 14 h) demonstrating its efficiency in chemoenzymatic esterifications of organofluorine compounds and cyanohydrins [(R)-alcohol 1a (c = 60%, ee = 89%), (S)-acetate 1b (c = 40%, ee = 92%); (R)-alcohol 2a (c = 47%, ee = 82%), (S)-acetate 2b (c = 53%, ee = 90%); (R)-alcohol 3a (c = 34%), (S)-acetate 3b (c = 17%, ee = 59%); (R)-alcohol 5a (c = 4%, ee = 88%), (S)-acetate 5b (c = 50%, ee = 92%); (R)-alcohol 6a (c = 44%, ee = 73%), (S)-acetate 6b (c = 56%, ee = 90%); (R)-alcohol 7a (c = 50%, ee = 84%), (S)-acetate 7b (c = 50%, ee = 84%); (R)-alcohol 8a (c = 41%, ee = 91%), (S)-acetate 8b (c = 59%, ee = 74%); (S)-alcohol 9a (c = 95%), (R)-acetate 9b (c = 5%, ee > 99%); (R)- alcohol 10a (c = 50%, ee >99%), (S)-acetate 10b (c = 50%, ee >99%); (R)-alcohol 11a (c = 58%, ee = 43%), (S)-acetate 11b (c = 42%, ee= 78%); (S)-alcohol 12a (c = 51%, ee = 70%), (R)-acetate 12b (c = 49%, ee = 98%); (S)-alcohol 13a (c = 85%), (R)-acetate 13b (c = 15%, ee > 99)]. In particular, this thesis show the use of microbial cells in reduction of fluoroketones by microwave irradiation. Thus, bioreduction reactions of (±)-2,2,2- trifluoroacetophenone 3 was performed in orbital shaking and microwave irradiation by marine fungus Mucor racemosus CBMAI 847 in different concentrations (2.9, 5.7, 8.5 and 14 mmol/L) at pH 8 and in the concentration of 14 mmol/L at pH 5. In the reactions after 6 h were obtained a conversion of 39 to 100% and enantiomeric excess of 74-96%, in orbital shaking. The reaction on microwave irradiation gave an increase conversion of 28-64% and enantiomeric excess of 73-96%. Bioreduction reactions were also performed with the thermophilic bacteria SPZSP005, SPZSP088, SPZSP051 and SPZSP055 for organofluorine ketones obtaining high enantioselectivities (> 99%) and conversions (> 99%). This study describes the first investigation on the literature regarding the use of thermophilic bacteria and fungus by microwave irradiation applied to biocatalysis. Were also carried out reactions of aza-Michael addition of benzylamine and ?, β-unsaturated cyclohexenones (cyclo- hexenone, 3-methyl-2-cyclo-hexen-1-one and 2,5-dimethyl-para-benzoquinone) were investigated, using CALB in different organic solvents (EtOAc, CH2Cl2, n-hexane, MeOH, toluene, ethylic ether and THF) in orbital shaking and microwave irradiation. From aza-Michael addition reactions was possible to obtain by 1,2- and 1,4-adition the adduct imines, which were characterized by mass spectrometry. Finally this thesis applied the microwave irradiation in biocatalysis via kinetic resolution, reduction of ketones and aza-Michael addition.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-09-21T13:28:03Z No. of bitstreams: 1 TesePCSov.pdf: 3513150 bytes, checksum: 7e2e8d6239392979ea285f15e7463f61 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:25:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePCSov.pdf: 3513150 bytes, checksum: 7e2e8d6239392979ea285f15e7463f61 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-21T18:25:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TesePCSov.pdf: 3513150 bytes, checksum: 7e2e8d6239392979ea285f15e7463f61 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T18:25:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TesePCSov.pdf: 3513150 bytes, checksum: 7e2e8d6239392979ea285f15e7463f61 (MD5) Previous issue date: 2015-07-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In this work, studies on the optimization of the LiFePO4 synthesis were performed, aiming to obtain a product, at shorter calcination times, with smaller particle size and promising electrochemical properties for applications as cathode material in lithium ion batteries. Crystalline LiFePO4 was synthesized through the combination of carbothermal reduction and microwave-assisted solid-state reaction. The precursors LiOH.H2O, FePO4.4H2O, glucose and graphite were exposed to carbothermal reduction at 200 ºC during 3 h and subsequently calcined by irradiation with microwaves at 800 W for varying times, from 1 to 5 min. The obtained products were analyzed through thermal analysis using TGADTG and DSC curves. Their structural, morphological and electrochemical properties were investigated by means of X-Ray diffractometry, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and cyclic voltammetry, respectively. The product obtained at 3 min, besides presenting the smallest particle size (100 to 150 nm), was the only one with a crystalline phase and a voltammetric profile characteristic of LiFePO4 between 3,2 and 3,7 V vs. Li/Li+ in a solution of 1 mol L-1 LiClO4 in EC/DMC (1:1 V/V). The electrode was prepared with LiFePO4, acetylene black and PVDF (85:10:5 m/m/m), and the diffusion coefficient of Li ions in the LiFePO4 phase was estimated as 0,29.10–14 cm2 s-1. Galvanostatic charge-discharge tests were performed with this electrode between 3,8 and 3,1 V vs. Li/Li+ under the same experimental conditions as in the cyclic voltammetry. The obtained LiFePO4 presented an initial specific capacity of 100 mA h g-1 at C/4, considering 39,8% of active material. / Neste trabalho foram realizados estudos de otimização da síntese do LiFePO4, buscando obter em menores tempos de calcinação um material com tamanho de partículas menor, com propriedades eletroquímicas promissoras para a aplicação como catodo em baterias de íons lítio, combinando-se uma reação de redução carbotermal à reação em estado sólido assistida por micro-ondas. Uma mistura dos precursores LiOH.H2O, FePO4.4H2O, glicose e grafite foi submetida à redução carbotermal a 200 ºC por 3 h e posteriormente calcinada por radiação de micro-ondas a 800 W, variando-se o tempo de calcinação entre 1 e 5 min. Os produtos obtidos foram investigados por análises térmicas através das curvas de TGA-DTG e DSC. Suas propriedades estruturais, morfológicas e eletroquímicas foram investigadas, respectivamente, por difratometria de Raios X, espectroscopia de infravermelho, microscopia eletrônica de varredura e voltametria cíclica. Dentre os produtos obtidos, o material sintetizado a 3 min, além de apresentar tamanho de partículas menor (100 a 150 nm), foi o único que apresentou a fase cristalina e um perfil voltamétrico característico do LiFePO4 no intervalo de potencial de 3,2 a 3,7 V vs. Li/Li+ em meio de LiClO4 1 mol L-1 em EC/DMC (1:1 V/V), utilizando um eletrodo constituído de fosfato litiado, negro de acetileno e PVDF (85:10:5 m/m/m). O coeficiente de difusão de íons Li no LiFePO4 obtido foi estimado como 0,29.10–14 cm2 s-1. Testes galvanostáticos de carga e descarga foram realizados com este material nas mesmas condições experimentais da voltametria cíclica, com potenciais de corte de 3,8 V e 3,1 V vs. Li/Li+. Valores de capacidade específica inicial de aproximadamente 100 mA h g-1 foram obtidos a C/4, considerando 39,8% de material ativo.

Submitted by ALEXSANDER LOURENÇO PESSOA null (alexsander.pessoa@gmail.com) on 2016-05-25T13:56:43Z No. of bitstreams: 1 Síntese dos supercondutores Y123 e Y358 pelo método dos precursores poliméricos modificado utilizando fornos convencionais e de micro-ondas (Alexsander Lourenço Pessoa).pdf: 79622456 bytes, checksum: 34f39ae01a459719e274bac2d98b0ab7 (MD5) / Rejected by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br), reason: Foram realizadas duas submissões Por favor realize uma nova e única submissão contendo o arquivo correto. on 2016-05-30T20:24:48Z (GMT) / Submitted by ALEXSANDER LOURENÇO PESSOA (alexsander.pessoa@gmail.com) on 2016-07-27T12:31:13Z No. of bitstreams: 1 Síntese dos supercondutores Y123 e Y358 pelo método dos precursores poliméricos modificado utilizando fornos convencionais e de micro-ondas (Alexsander Lourenço Pessoa).pdf: 79622456 bytes, checksum: 34f39ae01a459719e274bac2d98b0ab7 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-07-28T14:05:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pessoa_al_me_ilha.pdf: 79622456 bytes, checksum: 34f39ae01a459719e274bac2d98b0ab7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-28T14:05:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pessoa_al_me_ilha.pdf: 79622456 bytes, checksum: 34f39ae01a459719e274bac2d98b0ab7 (MD5) Previous issue date: 2016-03-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Do ponto de vista energético e de sustentabilidade, o estudo de materiais supercondutores se torna atraente pelo fato de possuírem resistividade elétrica nula. Dentre tais materiais, os mais adequados para aplicações como transporte eletrônico, limitadores de corrente entre outros, são os cerâmicos. Os supercondutores cerâmicos se destacam pelo fato de possuírem temperaturas críticas acima da temperatura do nitrogênio líquido, deixando assim, o processo de resfriamento mais viável economicamente. Em geral, a supercondutividade desses materiais reside nos planos de CuO. Dessa forma, pode-se supor que suas propriedades, tais como Tc e Jc, melhorarão com o aumento do número desses planos. Neste ínterim, no presente trabalho foram estudadas amostras de YBa2Cu3O7− X e Y3Ba5Cu8O18 sintetizadas pelo Método de Precursores Poliméricos Modificados e tratadas termicamente em diferentes temperaturas usando tanto forno convencional quanto forno de micro-ondas. O uso deste último se deve a dois motivos principais: (i) tentativa de diminuir o tempo de síntese e, consequentemente, o gasto com energia elétrica e (ii) o fato de que o CuO ser um excelente absorvedor de radiação de micro-ondas, o que provoca um aquecimento interno do material. Posteriormente, as amostras foram caracterizadas por DRX, MEV/EDX, TGA e transporte elétrico. Por tais resultados podemos concluir que o uso do forno de micro-ondas nos processos de calcinação é adequado, mas que as altas taxas de aquecimento e diminuto tempo de sinterização podem comprometer a formação da fase desejada. / In the energetic and sustainability point of view, the superconductors are atractive materials mainly due to the fact that their resistivity is zero. The most adequate materials for applications in electronic transport, fault current limiters and so on are ceramic ones. They present critical temperatures above to that of the liquid nitrogen, which makes the cooling process much more reliable economically speaking. In general, is believed that the superconductivity resides on the CuO planes then, we can think that if the number of such planes were increased some of the properties of the material, as Tc and Jc, will increase too. In this interim, in the present work we produced samples of Y Ba2Cu3O7−X and Y3Ba5Cu8O18 following the Modified Polymeric Precursors method. They were heat treated at several temperatures using a conventional furnace and a domestic microwave oven. This last one was used due to two main reasons: (i) the decrease of the time of the calcination processes and, consequently, avoiding the electrical energy consumption and (ii) the fact that the CuO is an excelent microwave absorber assisting the internal heating of the material. The samples were characterized by XRD, SEM/DEX, TGA and electrical transport. With the results we can conclude that the microwave oven is suitable for calcination processes. However, due to the great heat rate and very small time for the sinterization process, the desired superconducting phase could not be formed.