Orientador: Fernando Galembeck / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T06:51:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilvaeSouza_CristianeAparecida_D.pdf: 8520514 bytes, checksum: 17e73481eda5f744b4ec360be3455823 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A morfologia de filmes compósitos preparados com fosfato de alumínio e látexes de poli(metacrilato de metila-co-acrilato de butila) e de poli(estireno-co-acrilato de butila) foi caracterizada por técnicas de microscopia eletrônica de transmissão e de varredura (TEM, SEM) e por técnicas de microscopia de varredura por sonda (AFM, DPFM). O grau de opacidade (razão de contraste) e os cálculos de coeficiente de espalhamento das partículas de fosfato de alumínio nos filmes compósitos foram obtidos através dos espectros de refletância. As micrografias das superfícies de desbaste dos filmes compósitos mostraram espaços vazios entre os agregados de partículas de fosfato de alumínio dispersos pela matriz polimérica. A adesão entre os agregados de partículas de fosfato de alumínio e polímero é muito boa nas interfaces de contato. A refletância dos filmes compósitos varia amplamente, dependendo da concentração das partículas de fosfato de alumínio, assim como da sua forma de uso em pó ou em dispersão e da dimensão dos espaços vazios entre os agregados de partículas. Os resultados das medidas óticas de opacidade mostraram que os filmes compósitos mais opacos foram os obtidos com fosfato de alumínio na forma de pó e com a dimensão dos vazios entre os agregados de partículas na mesma ordem de grandeza que o comprimento de onda da luz na região do visível (400 a 700 nm). Os coeficientes de espalhamento dos filmes de fosfato de alumínio/poli(estireno-co-acrilato de butila) foram calculados empiricamente usando o modelo de Kubelka-Munk e os resultados mostraram que os vazios contidos nos agregados de partículas de fosfato de alumínio justificam a opacidade dos filmes. O filme mais opaco, com razão de contraste de 88 %, apresentou ampla distribuição de dimensão dos vazios com média numérica igual a 650 nm. Além disso, os valores obtidos dos coeficientes de espalhamento experimentais são muito próximos dos coeficientes de espalhamento estimados pela teoria de Mie. A eficiência de espalhamento, predita pela teoria de Mie, de uma bolha de ar rodeada por fosfato de alumínio com diâmetro médio de 650 nm é apenas 12 % menor que a eficiência de espalhamento de uma partícula de dióxido de titânio, no seu diâmetro ótimo de 350 nm, dispersa no mesmo meio / Abstract: Composite films prepared with aluminum phosphate and latex of poly(methyl methacrylate-co-butyl acrylate) and poly(styrene-co-butyl acrylate) were characterized by electronic microscopy (TEM, SEM) and by different techniques of scanning probe microscopy (AFM, DPFM). Opacity (contrast ratio) and light scattering coefficients of composite films were obtained from reflectance spectra. SEM and TEM micrographs from composite films trimmed surfaces or thin cuts showed voids within aluminum phosphate particle aggregates. The adhesion between aluminum phosphate particle aggregates and polymer is very good at contact interfaces. Composite films reflectance changes widely, depending on void diameters, on aluminum phosphate particle concentration, as well as its use in the form of powder or dispersion. Opacity results showed that the most opaque composite films were obtained with aluminum phosphate powder and with void diameters in the same order of magnitude as the wavelength of light in the visible region (400 to 700 nm). Scattering coefficients of aluminum phosphate/poly(styrene-co-butyl acrylate) films were calculated empirically using the Kubelka-Munk model and the results showed that the observed voids account for films opacity. The most opaque composite film shows contrast ratio equal to 88 % and a broad distribution of void diameters, peaking at ca. 650 nm. Film scattering coefficient of the observed voids was calculated using Mie theory to evaluate their contribution to film opacity showing that the measured and estimated values are in reasonable agreement. The Mie calculations show that scattering efficiency for air trapped within the phosphate particles dispersed in polymer latex is in excess of 4 units in the 650 nm diameter range, which is only 12 % lower than the calculated values for optimum size TiO2 particles (350 nm) dispersed in the same polymer / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

Orientador: Carlos Lenz Cesar / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-08-18T09:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moreira_WendelLopes_D.pdf: 1772489 bytes, checksum: 3d4e37a805f4c66c447aea58b93692b8 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Desde 1908, quando Mie apresentou expressões analíticas para os campos espalhados por uma partícula esférica sob incidência de uma onda eletromagnética plana, generalizações para esta expansão têm se mostrado incompletas. Isto se deve à presença de certos termos com dependência radial nos coe cientes de forma do feixe quando expandido em termos de funções de onda esféricas vetoriais. Aqui mostramos pela primeira como cancelar estes termos, permitindo expressões analíticas para os coe cientes para um campo eletromagnético completamente arbitrário. Damos tambem vários exemplos deste novo método, que também é muito apropriado para cálculos numéricos. Obtemos deste modo, expressões analíticas para feixes de Bessel e para os modos de guias de onda metálicos retangulares e cilíndricos. Estes resultados são extremamente relevantes para o incremento na velocidade de cálculo das forças de radiação atuando sobre uma partícula esférica, colocada em um campo eletromagnético arbitrário, com por exemplo, em pinças ópticas / Abstract: Since 1908, when Mie reported analytical expressions for the elds scattered by a spherical particle upon incidence of an electromagnetic plane-wave, generalizing his analysis to the case of an arbitrary incident wave has proved elusive. This is due to the presence of certain radially-dependent terms in the equation for the beam-shape coecients of the expansion of the electromagnetic elds in terms of vector spherical wave functions. Here we show for the rst time how these terms can be canceled out, allowing analytical expressions for the beam shape coecients to be found for a completely arbitrary incident eld. We give several examples of how this new method, which is well suited to numerical calculation, can be used. Analytical expressions are found for Bessel beams and the modes of rectangular and cylindrical metallic waveguides. The results are highly relevant for speeding up calculation of the radiation forces acting on spherical particles placed in an arbitrary electromagnetic eld, such as in optical tweezers / Doutorado / Física / Doutor em Ciências