This study presents results on the use of ellipsometry as a novel probe for thin films of a diblock copolymer. Ellipsometry makes use of the change in polarisation induced upon reflection of light from a film covered substrate to enable calculation of the refractive index and thickness of the film. The infom1ation obtained in these measurements can be compared to differential scanning calorimetry, with the additional advantages that small sample volumes and slow cooling rates can be employed, and expansion coefficients can be determined. The work is presented in two parts; first crystallisation within the phase-separated domains is studied, then a morphological transition in the diblock ordering is characterised. By studying the temperature dependence of the film thickness and refractive index, crystallisation kinetics within very small volumes( 10^-10 L) of a poly (butadiene-b-ethylene oxide) diblock copolymer are measured. Through a comparison of two different PEO block lengths, a reduction in both the crystallisation and melting temperatures is demonstrated as the domain volume is decreased. Upon cooling, an additional transition is observed. We ascribe this to a morphological transition from a layer of ordered spheres to a lamellar layer at the substrate, which is consistent with a comparison between the data and simulated ellipsometry data. The sensitivity of ellipsometry makes it a well suited and versatile technique for probing thin film kinetics in diblock copolymers. / Thesis / Bachelor of Science (BSc)

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2018-07-17T17:09:33Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sheila Janaína Sestari - 2017.pdf: 2781342 bytes, checksum: 55b64ac559e09fb7b078b0906ccd9791 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-07-18T11:28:17Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sheila Janaína Sestari - 2017.pdf: 2781342 bytes, checksum: 55b64ac559e09fb7b078b0906ccd9791 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-18T11:28:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Sheila Janaína Sestari - 2017.pdf: 2781342 bytes, checksum: 55b64ac559e09fb7b078b0906ccd9791 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Paracoccidioides lutzii alternates between filamentous and yeast growth when exposed to temperatures of 36ºC. Morphological transition is an essential event for establishment of paracoccidioidomycosis (PCM), one of the most frequent systemic mycoses in Latin America. Paracoccidioides brasiliensis and other dimorphic fungi, cAMP-dependent protein kinase (PKA) is essential in the dimorphic process. However, molecular events responsible for mycelial-yeast differentiation in P. lutzii remain unknown. The aim of this work was to characterize in silico the PKA subunits of P. lutzii, and to evaluate the role of this enzyme during the morphological transition of this fungus. During the in silico approach, we used computational tools for identity, domains, cell localization prediction, and similarity between P. lutzii and human sequences analysis. The importance of this enzyme was investigated through the use of specific inhibitor, H89. The behavior of cells in the presence of the drug was observed and the PKA activity measured by specific kit. Our in silico results reveal a single regulatory subunit, PbPKA-R located primarily in the nucleus, and two catalytic subunits, PbPKA-C1 and PbPKA-C2, with localization in the cytoplasm and nucleus respectively, all highly conserved. The PbPKA-R subunits were identified with two copies of the CNMP domain in the C-terminal, while the catalytic with a single copy of two domains: protein kinase and AGC kinase. The alignment of the PKA catalytic subunits of humans and Paracoccidioides shows a large divergence between them, making PKA an interesting target for antifungal. The results show that PKA activity is phase regulated, being about five times higher in yeast than in mycelium. We also show that H89 blocks the mycelium to yeast differentiation when PKA activity decreases. However, when the drug is removal from the culture medium, the fungus resumes the differentiation to the yeast phase. Our results show that PKA activity affects the phase transition in P. lutzii. / Paracoccidioides lutzii alterna entre crescimento filamentoso e leveduriforme quando exposto a temperaturas de 36ºC. A transição morfológica é um evento essencial para estabelecimento da paracoccidioidomicose (PCM), uma das micoses sistêmicas mais frequentes na América Latina. Em Paracoccidioides brasiliensis e outros fungos dimórficos, a proteína quinase dependente de AMPc (PKA) é essencial no processo dimórfico. No entanto, os eventos moleculares responsáveis pela diferenciação micélio-levedura em P. lutzii permanecem desconhecidos. O objetivo deste trabalho foi caracterizar in silico as subunidades da PKA de P. lutzii, e avaliar o papel dessa enzima durante a transição morfológica desse fungo. Durante a abordagem in silico, utilizamos ferramentas computacionais para análise de identidade, domínios, predição da localização celular e similaridade entre as sequências de P. lutzii e humanos. Para investigar a importância dessa enzima, utilizamos um inibidor específico, H89, observando o comportamento das células quando induzidas à transição morfológica e posteriormente mensuramos sua atividade através de kit específico. Nossos resultados in silico revelam uma única subunidade regulatória, PbPKA-R localizada principalmente no núcleo, e duas subunidades catalíticas, PbPKA-C1 e PbPKA-C2, com localização no citoplasma e núcleo respectivamente, todas altamente conservadas. Na região Cterminal, as subunidades PbPKA-R foram identificadas com duas cópias do domínio CNMP, já as catalíticas com uma única cópia de dois domínios: proteína quinase e AGC quinase. O alinhamento das subunidades catalíticas da PKA de humanos e Paracoccidioides aponta uma grande divergência entre elas, o que torna a PKA um alvo interessante para antifúngicos. Os resultados do ensaio de atividade da PKA mostram que a atividade é regulada ao longo da transição de fases, sendo cerca de cinco vezes maior em levedura do que em micélio. Os dados também evidenciam que H89 bloqueia a diferenciação de micélio para levedura e que este bloqueio acontece concomitantemente à diminuição da atividade da PKA. No entanto, quando a droga é retirada do meio de cultura, o fungo retoma a diferenciação para fase leveduriforme. Os resultados revelam que a atividade da PKA afeta a transição de fases em P. lutzii.

The orientation changes of perpendicular cylindrical microdomains in polystyrene-block-poly(4-vinylpyridine) (PS-b-P4VP) thin films upon annealing in different solvent vapors were investigated by in situ grazing incidence small-angle X-ray scattering (GISAXS) and ex situ scanning force microscopy (SFM). The swelling of P4VP perpendicular cylinders (C⊥) in chloroform, a non-selective solvent vapor, leads to the reorientation to in-plane cylinders through a disordered state in a particular kinetic pathway in the phase diagram upon drying. On the other hand, the swelling of the P4VP perpendicular cylinders in a selective solvent vapor (i.e., 1,4-dioxane) induces a morphological transition from cylindrical to ellipsoidal as a transient structure to spherical microdomains; subsequent solvent evaporation resulted in shrinkage of the matrix in the vertical direction, merging the ellipsoidal domains into the perpendicularly aligned cylinders. In this paper, we have discussed the mechanism based on the selectivity of the solvent to the constituting blocks that is mainly responsible for the orientation changes.

La construction du nid chez les fourmis génère des structures assumant de nombreuses fonctions, qui sont en grande partie dépendantes de l’architecture produite. L’omniprésence de ces fonctionnalités contraste avec la forte diversité intra et inter-spécifique de la morphologie du nid. Ce travail a pour objectifs de déterminer d’une part la morphogenèse du nid durant son excavation par les fourmis (Chapitre 3), et d’autre part de quantifier l’impact de la taille du groupe (Chapitre 3) et de la qualité de l’environnement (qualité du matériau, gravité; Chapitres 4 & 5) sur cette séquence. Pour répondre à ces questions, nous avons utilisé un dispositif de creusement en deux dimensions (2D) afin de suivre la dynamique d’excavation et l’évolution de la morphologie du nid au cours du temps. Nous avons tout d’abord mis en évidence (Chapitre 3) un changement brutal de la morphologie du nid au cours de sa croissance. Durant une première période d’excavation homogène, le nid est constitué d’une seule cavité de forme circulaire et au contour régulier. Par la suite, le pourtour de la cavité devient plus irrégulier, l’apparition de ‘‘bourgeons’’ lui donnant une apparence plus plissée. Enfin, la cavité centrale cesse de croître lorsque des ramifications se déploient depuis certains des ‘‘bourgeons’’. Nous avons qualifié de transitions morphologiques ces brusques changements de forme, dont la fréquence d’apparition augmente avec la taille de la population. Notre analyse et le recours à la simulation semblent indiquer que ce phénomène soit basé non pas sur un changement de comportement des ouvrières excavatrices mais sur la densité d’activité au front de creusement. Lorsque celle-ci est importante, des phénomènes d’encombrement se manifestent et le nid est excavé de manière homogène. À l’inverse, lorsque l’encombrement diminue les ouvrières peuvent focaliser leur travail et excavent des galeries. Un modèle analytique (Chapitre 6) a permis d’étudier les conditions d’apparition de cette transition morphologique. Nos autres résultats indiquent que le matériau de construction influence très fortement la morphogenèse du nid (Chapitre 4) : les nids excavés dans un milieu cohésif sont plus fréquemment ramifiés et la transition morphologique apparaît à des surfaces de nid plus petites que dans un milieu granulaire. Il semblerait qu’à nouveau, il n’y ait aucune variation comportementale impliquée, mais que l’environnement joue un rôle de ‘‘médiateur’’ des interactions entre les fourmis: le milieu change le temps d’extraction et donc la probabilité individuelle d’excavation, cette variation est exacerbée par les mécanismes d’amplification à l’œuvre, modifiant alors sensiblement la dynamique collective de creusement et la structure du nid. Enfin, une série d’expériences (Chapitre 5) nous a permis de déterminer l’influence de la gravité sur la morphogenèse. Il apparait que la gravité sert de gabarit à la construction, puisque les nids excavés dans un dispositif à l’orientation verticale sont tous dirigés vers le bas. Aussi, si le nid prend directement une forme de long puit vertical sans jamais présenter de chambre, le mécanisme de transition morphologique reste visible, sous forme de bifurcation des galeries à leur extrémités. Ce phénomène de tip-splitting semble aussi apparaître sous la contrainte de la densité d’ouvrières excavant au fond des galeries. Notre travail a donc mis en évidence un phénomène de transition morphologique capable de produire les modules de base de tout nid - chambres et galeries -, et qui semble découler non pas de modifications comportementales, mais de la seule interaction de l’amplification de l’activité et de l’encombrement au front d’excavation. Ce phénomène ubiquiste propose une explication à la grande variété de structures observées sur le terrain, en lien notamment avec la diversité et l’hétérogénéité des milieux, et la dynamique des colonies. Enfin, les similitudes de la transition morphologique avec les instabilités de croissance observées dans de nombreux systèmes biologiques et physico-chimique invitent à considérer ces derniers phénomènes à la lumière de nos résultats.

La construction du nid chez les fourmis génère des structures assumant de nombreuses fonctions, qui sont en grande partie dépendantes de l’architecture produite. L’omniprésence de ces fonctionnalités contraste avec la forte diversité intra et inter-spécifique de la morphologie du nid.<p>Ce travail a pour objectifs de déterminer d’une part la morphogenèse du nid durant son excavation par les fourmis (Chapitre 3), et d’autre part de quantifier l’impact de la taille du groupe (Chapitre 3) et de la qualité de l’environnement (qualité du matériau, gravité; Chapitres 4 & 5) sur cette séquence. Pour répondre à ces questions, nous avons utilisé un dispositif de creusement en deux dimensions (2D) afin de suivre la dynamique d’excavation et l’évolution de la morphologie du nid au cours du temps.<p>Nous avons tout d’abord mis en évidence (Chapitre 3) un changement brutal de la morphologie du nid au cours de sa croissance. Durant une première période d’excavation homogène, le nid est constitué d’une seule cavité de forme circulaire et au contour régulier. Par la suite, le pourtour de la cavité devient plus irrégulier, l’apparition de ‘‘bourgeons’’ lui donnant une apparence plus plissée. Enfin, la cavité centrale cesse de croître lorsque des ramifications se déploient depuis certains des ‘‘bourgeons’’. Nous avons qualifié de transitions morphologiques ces brusques changements de forme, dont la fréquence d’apparition augmente avec la taille de la population.<p>Notre analyse et le recours à la simulation semblent indiquer que ce phénomène soit basé non pas sur un changement de comportement des ouvrières excavatrices mais sur la densité d’activité au front de creusement. Lorsque celle-ci est importante, des phénomènes d’encombrement se manifestent et le nid est excavé de manière homogène. À l’inverse, lorsque l’encombrement diminue les ouvrières peuvent focaliser leur travail et excavent des galeries. Un modèle analytique (Chapitre 6) a permis d’étudier les conditions d’apparition de cette transition morphologique.<p>Nos autres résultats indiquent que le matériau de construction influence très fortement la morphogenèse du nid (Chapitre 4) :les nids excavés dans un milieu cohésif sont plus fréquemment ramifiés et la transition morphologique apparaît à des surfaces de nid plus petites que dans un milieu granulaire. Il semblerait qu’à nouveau, il n’y ait aucune variation comportementale impliquée, mais que l’environnement joue un rôle de ‘‘médiateur’’ des interactions entre les fourmis: le milieu change le temps d’extraction et donc la probabilité individuelle d’excavation, cette variation est exacerbée par les mécanismes d’amplification à l’œuvre, modifiant alors sensiblement la dynamique collective de creusement et la structure du nid.<p>Enfin, une série d’expériences (Chapitre 5) nous a permis de déterminer l’influence de la gravité sur la morphogenèse. Il apparait que la gravité sert de gabarit à la construction, puisque les nids excavés dans un dispositif à l’orientation verticale sont tous dirigés vers le bas. Aussi, si le nid prend directement une forme de long puit vertical sans jamais présenter de chambre, le mécanisme de transition morphologique reste visible, sous forme de bifurcation des galeries à leur extrémités. Ce phénomène de tip-splitting semble aussi apparaître sous la contrainte de la densité d’ouvrières excavant au fond des galeries.<p>Notre travail a donc mis en évidence un phénomène de transition morphologique capable de produire les modules de base de tout nid - chambres et galeries -, et qui semble découler non pas de modifications comportementales, mais de la seule interaction de l’amplification de l’activité et de l’encombrement au front d’excavation. Ce phénomène ubiquiste propose une explication à la grande variété de structures observées sur le terrain, en lien notamment avec la diversité et l’hétérogénéité des milieux, et la dynamique des colonies. Enfin, les similitudes de la transition morphologique avec les instabilités de croissance observées dans de nombreux systèmes biologiques et physico-chimique invitent à considérer ces derniers phénomènes à la lumière de nos résultats. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished