Master of Science / Department of Animal Sciences and Industry / Barry Bradford / Angiopoietin-like protein 4 (ANGPTL4) is a 55-kDa secreted glycoprotein which is an important factor for regulation of energy and lipid metabolism. Plasma ANGPTL4 has the ability to inhibit lipoprotein lipase (LPL) function by preventing it from catalyzing hydrolysis of lipoprotein triglyceride, which contributes to ANGPTL4’s ability to decrease fat storage. Furthermore, research in mice suggests that gut microbes suppress gastrointestinal ANGPTL4 production, and that decreased plasma ANGPTL4 concentrations promote fat storage. In our previous work, we found that bovine ruminal epithelial cells expressed ANGPTL4 to a greater extent than liver hepatocytes, which are usually considered the predominant source of circulating ANGPTL4. Therefore, 3 studies were conducted to evaluate the hypothesis that ruminal expression and plasma concentrations of ANGPTL4 could be influenced by alterations in ruminal fermentation. The first and second studies utilized dietary treatments intended to alter ruminal fermentability. Diets with relatively low or high forage content were fed to 12 non-lactating dairy cows (study 1) and 8 beef cattle (study 2) prior to collection of ruminal fluid and ruminal tissue samples. The results suggested that increasing the dietary concentrate decreased ruminal expression of ANGPTL4 but did not significantly alter plasma ANGPTL4 concentrations. The third study was designed to assess whether effects of diet fermentability on ruminal ANGPTL4 synthesis are mediated by changes in volatile fatty acid concentrations. In this study, 6 lactating cows were infused with acetate, propionate, or butyrate in a Latin square design. Results showed that ANGPTL4 expression was not significantly altered by volatile fatty acid infusions, but that expression was correlated with ruminal pH and total volatile fatty acid concentration. The mechanism by which ANGPTL4 regulates intracellular lipid metabolism also remains unclear. Although ANGPTL4 is known to associate with β1 and β5 integrins, it is unknown if these extracellular matrix proteins mediate the effects of ANGPTL4 in adipose tissue or muscle. The objective of the last experiment was to detect the ANGPTL4 receptor or mediator in muscle satellite cells and adipose tissue. We successfully expressed recombinant bovine ANGPTL4 with a cell free glycoprotein synthesis system. However, we did not detect the ANGPTL4–receptor complex following exposure to bovine adipose tissue explants or cultured bovine muscle satellite cells. Overall, these research projects determined that the ruminal ANGPTL4 production is influenced by fermentation, but it remains unclear whether fermentation products or direct host/microbe interactions are responsible. Finally, it will be important to identify the ANGPTL4 receptor or mediator to better understand the downstream regulatory mechanisms involved in mediating the metabolic effects of ANGPTL4.

The pace at which data and information transfer and storage has shifted from PCs to mobile devices is of great concern to the digital forensics community. Android is fast becoming the operating system of choice for these hand-held devices, hence the need to develop better forensic techniques for data recovery cannot be over-emphasized. This thesis analyzes the volatile memory for Motorola Android devices with a shift from traditional physical memory extraction to carving residues of data on a “per process basis”. Each Android application runs in a separate process within its own Dalvik Virtual Machine (JVM) instance, thus, the proposed “per process basis” approach. To extract messages, we first extract the runtime memory of the MotoBlur application, then carve and reconstruct both deleted and undeleted messages (emails and chat messages). An experimental study covering two Android phones is also presented.

Metabolomics is an emerging field that entails the detailed characterization of the ensemble of metabolites produced by living organisms; subfields include drug metabolism and natural environmental toxin production. The first part of the dissertation pursued metabolism of glyceollins, i.e., isoflavones produced by soybeans, that are potential cancer therapy agents. In vivo glyceollin metabolites produced in rats were investigated by on-line Liquid Chromatography-Electrospray Ionization Tandem Mass Spectrometry. An odd-electron fragment ion at m/z 148, formed in violation of the even-electron rule, and diagnostic of the glyceollin backbone, was discovered. Based on this finding, a negative mode precursor ion scanning method was developed to screen for glyceollins and their metabolites from biological samples. Products of both Phase I and Phase II metabolism were identified, none of which have been previously reported. Sulfated metabolites were confirmed by accurate mass measurement, while glucuronide conjugation was confirmed by enzyme-assisted glucuronidation by rat liver microsomes. Intact GSH-glyceollin conjugates were not observed, but breakdown products of the GSH pathway, i.e., cysteinylglyceine, cysteine, and acetylated cysteine, were identified as conjugates of oxygenated glyceollins. The identification of GSH by-product conjugates was confirmed in product ion spectra acquired in the negative mode (where peptide anions, and glyceollin-bearing cleaved peptide portions were observed), as well as in the positive mode (where intact oxygenated glyceollin fragments appeared without the initially-present peptide portion). Mass spectral evidence strongly supports a metabolic pathway involving initial epoxidation of glyceollins followed by GSH addition at the epoxidation site. The second part of the dissertation undertook the investigation of secondary metabolites called microbial volatile organic compounds (MVOCs) produced by fungi (mold) that have been reported to have adverse human health effects. MVOCs were collected onto different sorbent materials and analyzed by Thermal Desorption Analysis coupled with on-line Gas Chromatography-Mass Spectrometry. Fungal MVOCs were characterized from various simulated flooding conditions (brackish, freshwater, and saltwater) and different substrates (nutrient rich vs. low nutrient) to determine diagnostic MVOCs. Ten fungi from simulated environments were identified by genetic sequencing. Cladosporium sp. and Chaetomium sp. were cultivated and their emitted MVOCs, 3-furaldehyde and 3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-2-propenal, were proposed as diagnostic indicators of these fungi.

In this thesis, I combined field observations and lab experiments to explore the ecological significance of floral signals in a North American wildflower, Penstemon digitalis. More specifically, to determine the potential mechanisms driving selection on floral scent, I studied how scent mediates interactions with pollinators and antagonists by (1) observing spatiotemporal variation in scent emission (2), floral volatile ability to suppress microbes (3) the honest advertisement of nectar, and (4) if scent could aid pollinator learning by reinforcing visual signals. Scent sampling of flower development, flower tissues, rewards and inflorescence day/night emission, revealed a complexity in floral scent composition and emission that could reflect several ecological functions. The floral bouquet of P. digitalis was strongest when flowers opened, primarily emitted from flower nectaries and was strongest during the day when pollinators are most active, suggesting a role in plant-pollinator interactions. Because linalool was one of the few floral compounds found in nectar where microbe growth can degrade the pollinator reward, I studied its role in plant-microbe interactions. Bacteria strains isolated from floral and vegetative tissues were exposed to varying concentrations of nectar volatiles: linalool and methyl nicotinate. Linalool inhibited bacteria growth rate from all tissue origins whereas methyl nicotinate had little effect, suggesting that microbes could drive selection on linalool emission strength.    To determine the extent that linalool could honestly signal nectar availability, linalool-nectar associations were measured for inflorescences and flowers. Linalool predicted inflorescence nectar availability but not flower, exposing a limit to its honesty. Pollinator Bombus impatiens could use linalool as a foraging signal at varying concentrations, suggesting linalool could be learned and used to choose the most rewarding plants.    Measurement and comparison of signal-reward associations for both olfactory and visual signals/cues of P. digitalis displays found display size and linalool honest indicators of nectar. Lab behaviour experiments showed multiple signals correlated with reward could increase bumblebee foraging efficiency and promote learning, providing an explanation for why floral displays are complex and consist of multiple signals.    Together my results show that an integrated approach is required to understand the mechanisms driving the evolution of the floral phenotype.

A conservação das áreas remanescentes de Mata Atlântica envolve o desenvolvimento de programas de uso sustentável que requerem um amplo conhecimento da fauna e da flora. Myrtaceae é uma família de grande importância no bioma, sendo dominante em muitos fragmentos, e destaca-se pela produção de óleos voláteis, substâncias com grande potencial de utilização pelas indústrias alimentícia, cosmética e farmacêutica. Considerando-se que a variabilidade de óleos essenciais é pouco conhecida para espécies brasileiras de Myrtaceae, este trabalho teve por objetivo avaliar as alterações destes metabólitos nas folhas algumas destas espécies, em função de aspectos diuturnos, sazonais e de localização geográfica, bem como investigar algumas atividades biológicas. Os óleos foram obtidos por hidrodestlilação e analisados por CG-EM. Os resultados demonstraram uma predominância de compostos sesquiterpênicos para sete das nove espécies estudadas, especialmente espatulenol, β-cariofileno, α-cadinol e ς-elemeno. Entretanto, não foram verificados padrões de variabilidade diuturna ou de sazonalidade para os óleos em nenhuma das espécies alvo, observando-se, porém, alterações na composição entre os diferentes anos de coleta para as espécies Campomanesia guaviroba (DC.) Kiaersk., Myrcia splendens (Sw.) DC., e Myrcia macrocarpa DC. Alterações na composição dos óleos de espécimes coletados em fragmentos distintos foram verificadas em Eugenia cuprea (O. Berg) Nied. e Calyptranthes lucida Mart. Ex DC., porém com inversão, entre as duas espécies, da rota biossintética de sesquiterpenos mais ativa em cada localidade, sugerindo que as variações não são decorrentes de diferenças ambientais. A análise das atividades biológicas demonstrou que os óleos voláteis investigados não apresentam potencial anticolinesterásico, mas possuem potencial para a utilização como antimicrobianos, destacando-se a atividade antifúngica dos óleos de C. guaviroba, M. splendens e M. macrocarpa frente a Cladosporium cladosporioides e C. sphaerospermum. Os resultados obtidos neste trabalho sugerem que os fatores endógenos são mais importantes para a variabilidade dos óleos voláteis nas espécies de Myrtaceae estudadas do que os aspectos ambientais. A ampla variabilidade individual verificada sugere grande diversidade genética para estas espécies, informação fundamental a ser considerada para a definição de estratégias de conservação da Mata Atlântica. / The conservation of the Atlantic Rain Forest remnants involves the development of sustainable use programs that require an extensive knowledge of its flora and fauna. Myrtaceae is an important family in this biome, being dominant in many fragments, and is also recognized by the production of volatile oils, substances with great potential for food, cosmetic and pharmaceutical industries. Considering that there is a lack of scientific information on essential oil variability for Brazilian Myrtaceae species, this work aimed to evaluate the changes of these metabolites in the leaves of some species, considering diurnal and seasonal aspects, and geographical location, as well as to investigate some biological activities. The oils were obtained by hydrodistlillation and analyzed by GC-MS. The results showed a predominance of sesquiterpenes compounds for seven of the nine species studied, especially espatulenol, β-caryophyllene, α-cadinol and ς-elemene. However, no diurnal or seasonal patterns of variability were observed for all target species, but changes in the composition among the analyzed years were found for Campomanesia guaviroba (DC.) Kiaersk., Myrcia splendens (Sw.) DC. and Myrcia macrocarpa DC. Differences in volatile oil composition for specimens collected in different locations were observed for Eugenia cuprea (O. Berg) Nied. and Calyptranthes lucida Mart. Ex DC., but with an inversion, between the two species, of the main sesquiterpene biosynthetic routes acting in each area, suggesting that the variations are not due to environmental differences. The analysis of the biological activities showed that the investigated volatile oils do not exhibit an important anticholinesterasic potential, but rather an antimicrobial one, particularly the antifungal activity of C. guaviroba, M. splendens and M. macrocarpa oils against Cladosporium cladosporioides and C. sphaerospermum. The obtained results suggested that endogenous factors are more important for the volatile oil variability in the studied Myrtaceae species than the environmental aspects. The wide individual variability observed suggests a high genetic diversity for these species, which is an important issue for the establishment of strategies for Atlantic Rain Forest conservation programs.

A atmosfera terrestre contém nitrogênio e oxigênio, sendo este último, um composto altamente reativo e fundamental ao desenvolvimento e manutenção da vida. Além desses gases, diversos outros compostos em pequenas concentrações, os quais podem atuar como reagentes e/ou catalisadores também a compõe. Os compostos gasosos variados e material particulado (orgânico e inorgânico) de diferentes dimensões lançados constantemente à atmosfera são provenientes de fontes diversas. Tais fontes podem ser de origem natural ou antrópica e ainda, podem ser pontuais, difusas, primárias, secundárias, móveis e/ou estacionárias. Os processos envolvendo transformações químicas na atmosfera são extremamente importantes porque tendem a manter a sua composição em estado estacionário. A vegetação, que constitui uma fonte natural, é responsável pela emissão de grandes quantidades de compostos carbonados para a atmosfera. Dentre os vários compostos orgânicos emitidos da superfície do planeta, destacam-se em particular, alguns gases traços, denominados compostos orgânicos voláteis (COVs). A emissão dos compostos orgânicos voláteis pela vegetação ocorre, em escala global, predominantemente nos trópicos ou nos meses de verão em outras regiões. As reações fotoquímicas dos compostos orgânicos voláteis desempenham um papel diferenciado e importante na química da troposfera, podendo alterar de forma significativa a concentração de ozônio em áreas tanto urbanas quanto rurais. O presente projeto contempla o estudo de alguns dos inúmeros compostos orgânicos voláteis de origem biogênica (COVBs) emitidos pela vegetação constituinte, das regiões da Floresta Amazônica, da Mata Atlântica e da floresta Tropical da Guiana Francesa, comparando-se os dados de saída gerados pelos Modelos MOZART-4 e CAM-Chem. A escolha dos sítios experimentais para realização deste estudo se deu em parte em função da importância dos locais em termos de biodiversidade, extensão territorial, influência na climatologia (local e/ou regional), bem como também em função da acessibilidade, proximidade a centros urbanos e alterações devido à influência humana. O procedimento metodológico adotado para coleta das amostras de COVBs se deu por meio da técnica conhecida como acumulação de vórtices turbulentos (Relaxed Eddy Accumulation - REA), a qual faz uso de um dispositivo coletor denominado acumulador compacto de vórtices turbulentos (Compact Relaxed Eddy Accumulator - CREA). As amostras gasosas de COVBs foram coletadas por meio de cartuchos comerciais apropriados, compostos por diferentes materiais adsorvedores que apresentavam afinidade química também diferenciada para os variados compostos aos quais foram expostos. Estudos primários para determinação da natureza dos cartuchos que foram utilizados neste projeto foram realizados, a fim de se obter dispositivos adequados a este propósito. Os resultados evidenciam, como esperado, que a presença de isopreno é predominante em todos os sítios experimentais, sendo sua concentração média diária máxima de 5,0 ± 0,3 μg/cm3 registrada na Amazônia e de 8,0 ± 0,4 μg/cm3 (concentração diária) na floresta da Guiana Francesa, seguido pelo alfa-pineno cuja concentração máxima obtida foi de aproximadamente 1,6 ± 0,08 μg/cm3 no último sítio experimental, ambos detectados na estação seca. A emissão de isopreno e dos monoterpenos ocorreu de forma mais acentuada na época seca em comparação ao período úmido. Contudo, observou-se em algumas situações uma pequena discrepância. De maneira geral os resultados gerados pelos modelos estão subestimados, como exceção do parâmetro de radiação fotossinteticamente ativa (PAR), o que indica que a defasagem entre os resultados observados e os simulados pode estar relacionada parâmetros de OH-, NOx e em algumas reações químicas fotoquímicas envolvendo o ozônio. / The Earth\'s atmosphere contains nitrogen and oxygen, the last one being a highly reactive compound and fundamental to the development and maintenance of life. Besides these gases, many other compounds in small concentrations, which can act as reactants and /or catalysts can be found in the atmosphere. Various gaseous compounds and particulate matter (organic and inorganic) of different dimensions constantly released into the atmosphere come from various sources. Such sources can be natural or anthropogenic and still be punctual, diffuse, primary, secondary, mobile and or stationary. Processes involving chemical transformations in the atmosphere are extremely important because they tend to maintain their steady-state composition. The vegetation, which is a natural source, is responsible for producing large amounts of carbon compounds in the atmosphere. Among the various organic compounds emitted from the planet\'s surface, stand out in particular, some trace gases, called volatile organic compounds (VOCs). The emission of volatile organic compounds by vegetation occurs on a global scale, predominantly in the tropics or in the summer months in other regions. The photochemical reactions of volatile organic compounds play an important and unique role in the chemistry of the troposphere, which can significantly change the concentration of ozone in both urban and rural areas. This project involves the study of some of the numerous biogenic volatile organic compounds (BVOC) emitted by vegetation from the Amazon Forest, the Mata Atlântica forest and the Tropical forest of French Guiana, comparing the output data generated by MOZART -4 and CAM-Chem models. The choice of experimental sites for this study was in part due to the importance of local biodiversity , territorial extent , influence the weather (local and/or regional), and also because of accessibility, proximity to urban centers and changes due to human influence . The methodological procedures for collecting samples of VOCs was through the technique known as eddy accumulation (Relaxed Eddy Accumulation - REA), which uses an equipment known as compact relaxed eddy accumulator (CREA). The gas samples were collected from BVOCs through appropriate commercial cartridges, composed of different materials showed that chemical affinity adsorbents also differentiated for the various compounds which were exposed. Primary studies to determine the nature of cartridges that were used in the field campaigns were conducted in order to obtain devices suitable for this purpose. The results show, as expected, the presence of isoprene as a prevalent compound in all experimental sites, with maximum daily average concentration of 5,0 ± 0,3 μg/cm3 registered on the Amazon basin and 8,0 ± 0,4 μg/cm3 (daily concentration) in the forest of French Guiana, followed by alpha-pinene, whose maximum concentration obtained was approximately 1,6 ± 0,08 μg/cm3 in the last experimental site, both detected in the dry season. The emission of isoprene and monoterpenes occurred sharply in the dry season compared to the wet season. However, it was observed in some situations a small discrepancy. In general, the results generated by the models are underestimated, as an exception of photosynthetically active radiation parameter (PAR), indicating that the gap between the observed and simulated results can be related to OH- and NOx parameters and some chemical reactions involving photochemical ozone.

O Brasil destaca-se como um dos maiores produtores mundiais de mamão, fruto apreciado em todo o mundo pelo sabor e polpa delicada. Os compostos voláteis contribuem para a formação do aroma do fruto, o que faz deles essenciais para o desenvolvimento de características sensoriais que definem sua apreciação pelos consumidores. Os principais compostos de aroma do mamão incluem, principalmente, terpenos, ésteres, aldeídos, álcoois, ácidos orgânicos e cetonas, com destaque para o monoterpeno linalool que é o composto mais abundante na cultivar \'Golden\'. Embora a biossíntese de compostos voláteis seja particularmente afetada pelos tratamentos para consevação pós-colheita, estes são essenciais para a comercialização do mamão, em vista de sua alta perecibilidade. O uso de baixas temperaturas tem sido um dos métodos mais empregados para extensão de vida pós-colheita do mamão. Precedentes da literatura indicam que o tratamento pós-colheita com metil jasmonato (MJ) é capaz de reduzir possíveis efeitos prejudiciais decorrentes do armazenamento a baixa temperatura. Além disso, a aplicação do metil jasmonato em frutos é capaz de estimular a atividade de enzimas das vias de produção de compostos voláteis. Desta forma, o presente trabalho tem por objetivo avaliar os efeitos da aplicação pós-colheita do MJ em mamão (Carica papaya L. cv \'Golden\'), focando os efeitos sobre as vias de biossíntese de componentes voláteis do aroma, em frutos amadurecidos a temperatura de 22ºC, assim como em outros armazenados a 10ºC seguido de transferência a 22ºC para o pleno amadurecimento. Além dos perfis de compostos voláteis, também foram avaliados os perfis de respiração, produção de etileno, cor da casca, quantificação de MJ e expressão gênica de linalool sintase (LIS). Dada a importância do linalool para o aroma característico do mamão, as variações na transcrição de um gene da linalool sintase foram avaliadas buscando correlacioná-las aos efeitos dos tratamentos na produção dos compostos voláteis. O tratamento com MJ influenciou a produção de compostos voláteis, particularmente de linalool e hexanal nos grupos mantidos a 10ºC. Os frutos tratados com o hormônio apresentaram maior abundância do composto quando comparados ao grupo controle. Embora o protocolo de tratamento empregado não tenha conseguido recuperar os altos níveis encontrados nos frutos armazenados a 22ºC, não se exclui a possibilidade de que outros desenhos experimentais possam responder de maneira ainda mais satisfatória a este mesmo tratamento / Brazil stands out as one of the world\'s largest producers of papaya, fruit appreciated worldwide for it taste and delicate pulp. The volatile compounds contribute to the formation of the flavor of the fruit, making them essential for the development of sensory characteristics that define their appreciation by consumers. The main papaya flavor compounds include mainly terpenes, esters, aldehydes, alcohols, organic acids and ketones, especially the monoterpene linalool which is the most abundant compound in the cultivar \'Golden\'. Although the biosynthesis of volatile compounds is particularly affected by postharvest treatments for conservation, those are essential for the marketing of papaya, in view of their high perishability. The use of low temperatures has been one of the most used methods for extension of papaya postharvest life. Previous literature indicate that postharvest treatment with methyl jasmonate (MJ) is capable of reducing possible adverse effects arising from storage at low temperature. Furthermore, the application of methyl jasmonate in fruits is able to stimulate the activity of the enzymes of volatiles production pathways. Thus, this study aims to evaluate the effects of postharvest application of MJ in papaya (Carica papaya L. cv \'Golden\'), focusing on the effects in the biosynthetic pathways of volatile aroma compounds in fruit ripened to temperature of 22ºC, as well as other stored at 10ºC followed by transfer to 22ºC for the complete maturation. In addition to the volatile compounds profiles were also evaluated respiration profiles, ethylene production, peel color, quantification of MJ and gene expression of linalool synthase (LIS). Given the importance of linalool to the characteristic aroma papaya, changes in the transcription of a linalool synthase gene were evaluated seeking to correlate them to the treatment effects on the production of volatile compounds. Treatment with MJ influence the production of volatile compounds, particularly linalool and hexanal in the groups kept at 10ºC. Fruits treated with the hormone had higher abundance of the compound when compared to the control group. Although the treatment protocol employee has not been able to recover the high levels found in fruits stored at 22ºC, do not exclude the possibility that other experimental designs can respond even more satisfactorily to this same treatment.

Esse trabalho teve como objetivo a produção e a caracterização elétrica de filmes finos de telureto com nanopartículas de ouro, depositados pela técnica sputtering, para aplicação em dispositivos de memória. Os filmes finos foram produzidos a partir de alvos cerâmicos de telureto (TeO2-ZnO) e foram nucleadas nanopartículas de ouro para observar sua influência no comportamento de memória. Foi desenvolvida metodologia adequada para a nucleação das nanopartículas por meio de tratamento térmico. Foram produzidos filmes com diferentes concentrações e tamanhos de nanopartículas e diferentes fluxos de oxigênio durante a deposição. Os filmes foram caracterizados por técnicas como Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM), Perfilometria, Espectrometria por Retroespalhamento de Rutherford (RBS) e extração de curvas de Corrente x Tensão (I-V). Por meio das medidas I-V foi possível identificar as melhores condições para aplicações em memória e correlacioná-las com as variáveis de processo estudadas. Resultados obtidos mostraram que a melhor condição para aplicações em memória não volátil foi encontrada em filmes com 100 nm de espessura e depositados com fluxo de oxigênio de 1 sccm, abertura do shutter em 50 e tratados termicamente por 10 ou 20 horas à 325 ºC. Nesses casos, foi observado um abrupto aumento na corrente (4 ordens de grandeza) em aproximadamente 6,5 V para 10 horas de tratamento térmico e 3,5 V para 20 horas de tratamento térmico, indicando a transição do estado inicial de baixa condutividade para outro de alta condutividade. As nanopartículas de ouro proporcionam maior capacidade de armazenamento de elétrons e não favorecem o transporte de corrente através do isolante; elas atuam como armadilhas para as cargas elétricas, o que reduz a corrente de fuga para níveis mais baixos. Foi estudada a influência do diâmetro e da concentração volumétrica das nanopartículas de ouro no valor da tensão elétrica associada à transição abrupta da corrente. Este parâmetro desempenha um papel importante no efeito de memória, pois determina a facilidade/dificuldade em se preencher e saturar as armadilhas (nanopartículas de ouro) com elétrons. Os materiais estudados neste trabalho mostraram-se promissores para aplicações em dispositivos de memória não volátil e possuem características semelhantes aos materiais orgânicos usados para o referido fim. / This work has the objective to fabricate and characterize electrically tellurite thin films containing gold nanoparticles, deposited by the sputtering technique, for application in memory devices. Thin films were produced from ceramic tellurite targets and gold nanoparticles were nucleated in order to observe their influence on memory behavior. An appropriate method was developed for the nucleation of the nanoparticles by means of heat treatment. Films with different nanoparticles sizes and concentration and different oxygen fluxes during the deposition, were produced. The films were characterized by techniques such as Transmission Electron Microscopy (TEM), Profilometry, Rutherford Backscatter Spectrometry (RBS) and current x voltage (I-V) curves. Using I-V measurements, it was possible to identify the best conditions for memory applications and correlate them with the process variables studied. The results showed that the best condition for memory applications was found in films with 100 nm thickness and deposited with oxygen flow of 1 sccm, opening shutter in 50 and heat treated for 10 or 20 hours at 325 ºC. In these cases, current abrupt increase (4 orders of magnitude) was observed at about 6.5 V for 10 hours of heat treatment and 3.5 V for 20 hours of heat treatment, indicating the transition from high impedance state to low impedance state. Gold nanoparticles provide a larger electron storage capability, and do not favor the electric transport through the insulator; they act as traps for electrical charges, which reduces the leak current to lower levels. It was studied the influence of the gold nanoparticles diameter and volumetric concentration on the voltage associated to the abrupt current. These parameters played an important role in the memory effect, as they determined the facility/difficulty to fill and saturate the traps (Au nanoparticles) with electrons. The materials studied in the present work, based on TeO2-ZnO thin films with Au nanoparticles, are promising for applications in nonvolatile memory device with similar characteristics to organic materials used for the same purpose.

A técnica de polimerização em emulsão tem sido usada cada vez mais na indústria de tintas, resinas, plásticos, entre outros. Esse crescimento se deve as razões ambientais (uma vez que se utiliza água como fase contínua desta reação), também a versatilidade e a capacidade de produzir látex com diferentes propriedades para diferentes aplicações. Polímeros em emulsão são produtos por processo, isto é, suas propriedades são definidas durante a polimerização. Por isso, é importante o adequado monitoramento da reação de modo a permitir o controle das propriedades desejadas. A técnica de espectroscopia na região do infravermelho próximo (NIR), combinada com o uso de fibras óticas, é muito promissora para o monitoramento multivariável, em linha e em tempo real do processo de polimerização. O objetivo deste trabalho foi o de estudar o uso de espectroscopia NIR para o monitoramento em linha e em tempo real das concentrações de monômero e de não- voláteis (conhecido também como teor de sólidos) e da evolução do tamanho médio das partículas de látex (Dp) durante a reação de polimerização em emulsão de metacrilato de metila (MMA), em escala de laboratório e processo semi-batelada. Os modelos de calibração para estas variáveis foram obtidos experimentalmente empregando o método de regressão por mínimos quadrados parciais, PLS. Os resultados obtidos confirmaram algumas regiões espectrais do NIR indicadas em literatura como sendo adequadas na predição de monômero e Dp e revelaram -1 comportamentos espectrais ainda não explicados na região entre 10.475 e 13.000 cm , relacionados às variações no tamanho das partículas. Os resultados mostram também que é possível monitorar em linha e em tempo real a evolução do Dp e dos teores de monômero (MMA) e de não voláteis, simultaneamente em um único instrumento, utilizando modelos de calibração com bandas espectrais e pré-tratamentos distintos. / Emulsion polymerization is a largely and increasingly used technique in industrial production of paints, resins, plastics among others. This increase is due to environmental reasons (since water, rather than organic solvents is used as dispersing medium), as well as to the versatility and capacity of producing products with different properties for different applications. Emulsion polymers are products by process, i.e., the properties are mainly defined during the polymerization process. Thus, the adequate process monitoring is important for achieving the target properties. The NIR spectroscopy combined with optical fibers is a promising technique for the task of multivariable, real-time, in-line monitoring of polymerization processes. The aim of this work is the study of use of NIR spectroscopy for in-line, real time monitoring of the monomer and solids content, as well as the evolution of average size of the polymer particles (Dp), during semi-batch emulsion polymerization of methyl methacrylate in laboratory reactor. The calibration models for each of the monitored variables were obtained by applying the partial least squares regression method (PLS). The results confirmed that some NIR spectral ranges recommended in the literature are appropriate for the prediction of monomer content and Dp, and that there are spectral -1 . The results behaviors not yet explained in the region between 10475 and 13000cm also show that the in-line, the changes in Dp, monomer and polymer content can be simultaneously monitored in-line and in real time by NIR spectroscopy by using calibration models based on adequate spectral regions and distinct data pretreatments.

O presente trabalho teve como objetivo estudar o comportamento de três linhagens de leveduras, sendo duas da espécie S. cerevisiae, (Y-904 e CAT) e uma da espécie S. bayanus, (EC) em duas temperaturas de fermentação 20 e 32 °C, usando dois meios, YEPD (meio controle) e caldo de cana-de-açúcar clarificado. As fermentações foram realizadas em câmara de BOD, estático, em frascos de erlenmeyer, com 200 mL de meio e 1 g de fermento seco. A concentração de açúcar foi padronizada para 150,0 g L-1 de ART (açúcares redutores totais) e 15,2 °brix, nos ensaios que se utilizou o caldo de cana como substrato. As fermentações que se utilizou apenas o caldo de cana foram realizadas em balões de cinco litros, em ambas as temperaturas, nas quais as três linhagens de levedura foram avaliadas, através da análise cromatográfica do destilado. Para a obtenção dos destilados foi montado em laboratório um destilador feito totalmente de vidro. Nos ensaios que se utilizou o meio controle e o caldo de cana nas duas temperaturas de fermentação, as leveduras foram avaliadas quanto ao crescimento celular, o açúcar residual e o teor alcoólico. As amostras dos destilados provenientes das fermentações que utilizaram apenas o caldo de cana como mosto, foram avaliadas quanto: ésteres, aldeídos, acidez volátil, álcoois superiores, álcool metílico, furfural, carbamato de etila, acroleína e cobre. As três linhagens ensaiadas apresentaram diferenças estatísticas entre si e entre os meios utilizados. O objetivo não foi a comparação entre as duas temperaturas e sim avaliar o comportamento das linhagens e verificar a possibilidade de se efetuar fermentações a 20 e a 32 °C. Pela análise cromatográfica alguns componentes voláteis como ésteres, aldeídos, acidez volátil, álcoois superiores e álcool metílico, apresentaram diferenças estatísticas, isto é, a formação desses compostos foi influenciada pela temperatura e pelas linhagens utilizadas. O teor de ésteres aumentou com o decréscimo da temperatura para S. bayanus. A acidez volátil aumentou com o acréscimo da temperatura, assim como ocorreu com a formação de álcoois superiores e de álcool metílico que foi mais elevada a 32 °C do que a 20 °C. Enquanto que outros componentes como: furfural, carbamato de etila, acroleína e cobre não apresentaram diferenças em relação a variação da temperatura ou pelas leveduras utilizadas. / The present work had the aim of studying the behavior of three yeast strains, considering two from Saccharomyces cerevisiae species (Y-904 and CAT) and one from Saccharomyces bayanus species (EC), in two fermentation temperatures, 20 and 32 C, utilizing two mediums, YEPD (control medium) and clarified sugarcane juice. The fermentations were carried out in stable BOD chambers, in bottles of Erlenmeyer, with 200 mL of each medium and 1 g of dried yeast. The sugarcane concentration was standardized to 150g/L of ART (total reductor sugar) and to 15,2 °brix in the essay that was used the sugarcane juice as medium. The fermentations that were used only the sugarcane juice were carried out into 5 liters balloons capacity, in both temperatures, where the three yeasts strains were evaluated through chromatography analysis of the distillates. In order to obtain the distillates, it was built a all-glass distillation apparatus. The yeasts were analyzed as the cell growth, the residual sugar and the alcoholic concentration at the essays which were used the control medium and the sugar cane juice in both temperatures. It was evaluated esters, aldehydes, acidity, higher alcohols, methyl alcohol, furfural, acrolein and copper in the distillates samples which came from the fermentations that used only the sugarcane juice as wort. The three yeast strains showed differences between each other and between the mediums. The aim of this study was not to compare the results between the temperatures, but it was to evaluate the behavior of the strains and find out the possibility of making fermentations at 20 and 32°C. The chromatography analysis showed statistical differences from volatile compounds as: esters, aldehydes, acidity, higher alcohols and methyl alcohol. These results show that the formation of these compounds was influenced by temperature and by the yeats strains used. The content of esters increased when temperature decreased for S. bayanus. The acidity increased when the temperature also increased, the same occurred with higher alcohol formation and methyl alcohol formation. The methyl alcohol formation was higher at 32 C than 20 °C. The others compounds as: furfural, ethyl carbamate, acrolein and copper did not show differences related to the temperature variation and the yeasts strains used.