Thesis (Ph. D.)--Duke University, 2008. / Includes bibliographical references.

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La tension interfaciale est une grandeur physico-chimique d'intérêt pour de nombreuses industries et notamment l'industrie pétrolière. Cette grandeur est l'un des paramètres qui permet d'optimiser le rendement d'un puits de pétrole. La difficulté liée à sa mesure dans les conditions réservoirs a amené à étudier les systèmes eau/tensioactif/huile par simulation moléculaire. Ce travail a permis de montrer que la Dynamique Particulaire Dissipative (DPD) était un outil adapté pour l’étude de systèmes eau/tensioactif/huile sous différents aspects, de la caractérisation de la structure des interfaces au calcul de la tension interfaciale. Cette thèse a permis la démonstration de l’influence non-négligeable de la variation des paramètres de la force harmonique, l’amplitude K et la distance d’équilibre r0 , sur le calcul de la tension interfaciale et sur la structure des interfaces à forte concentration en tensioactif. En effet, la structure des tensioactifs aux interfaces est le résultat d’une balance subtile entre les forces intra et inter moléculaire. L’étude d’une population modèle de tensioactifs non chargés a permis de montrer que la DPD reproduit bien l'évolution de la tension interfaciale en fonction de la concentration en tensioactif en solution et en fonction du coefficient de partage de tensioactifs modèles non chargés. Une méthodologie est proposée pour caractériser les systèmes contenant des interfaces et où la tension interfaciale est calculée.Des travaux prospectifs ont permis de montrer que la DPD permettait d'étudier des phénomènes liés à la tension interfaciale comme le mûrissement d'Ostwald dans les émulsions d'huile dans l'eau. Ces derniers travaux ouvrent la voie à l’étude d’autres systèmes d’intérêt pour le milieu pétrolier comme le décollement de gouttes de pétroles adsorbées sur des parois ou l’étude d’émulsions pétrolières. / The interfacial tension is a physical-chemical property that numerous industrial areas have an interest of especially the petroleum industry. This property is one of the many which helps to optimize production wells' rate of return. Measuring that property in reservoir's conditions (high pressure and temperature) is highly difficult and led to study water/surfactant/oil systems using molecular modeling. The difficulty to measure that specific physical-chemical property linked to the pressure and temperature conditions in the reservoirs led the scientists to study water/surfactant/oil systems using molecular modeling. This thesis establishes that the Dissipative Particle Dynamics (DPD) is able to study water/surfactant/oil systems. The study of the effect of the variation of the harmonic force's parameters, namely the force constant K and the equilibrium distance r0, demonstrated that their variation can heavily influence the interfacial tension computation. Actually, a subtle balance exists between the intra and inter-molecular interactions, which influences the local structure of the surfactants at the oil-water interface, modifies the interfacial tension and influences the interface stability. It was demonstrated that DPD reproduces the variation of interfacial tension with the bulk surfactant concentration and the effect of the variation of hydrophobicity of models of un-charged surfactants on interfacial tension by mean of their coefficient partition. We established a method to properly study systems containing interfaces where interfacial tension is computed. Prospective work showed that DPD was a good tool to study microscopic phenomenon which can be observed macroscopically like the Ostwald ripening in oil in water emulsions. This is a first step before studying others systems of interest for the petroleum industry such as oil/water emulsion or the adsorption of oil droplets on rock wall.

Nanoemulsões são emulsões especiais com glóbulos de tamanho na faixa de 20 a 500 nm. São sistemas que apresentam transparência ou fluidez, favorecendo o aspecto sensorial de espalhabilidade e umectação muito interessantes para produtos cosméticos destinados aos cuidados da pele e produtos para a saúde, atuando como sistemas de liberação de fármacos, além da característica nanométrica, que previne processos de instabilidade física. A queimadura da pele é o quadro resultante da ação direta ou indireta do calor sobre o organismo humano causando inflamação proporcionando intensa ação de radicais livres. A presente pesquisa teve como objetivo desenvolver nanoemulsões à base de óleo de gergelim aditivadas de óleo de framboesa para aplicação em queimaduras de pele. Os óleos de gergelim e framboesa apresentaram atividade antioxidante nos testes de DPPH e Xantina Oxidase. No desenvolvimento das dispersões o método de preparo por baixa energia, fundamentado na mudança de curvatura da molécula do tensoativo, foi induzido pela temperatura de inversão de fase. O resultado desta pesquisa foram duas nanoemulsões utilizando dois tensoativos derivados do óleo de rícino com diferentes etoxilações. A avaliação da estabilidade foi realizada pelo cálculo do principal mecanismo de instabilidade das nanoemulsões, chamado Ostwald ripening. O projeto também propõe uma nova metodologia para a avaliação in vitro- HET-CAM e, in vivo do eritema através da medida pelo Chroma Meter e transformação em escala dos resultados. A pesquisa demonstrou que as nanoemulsões não preveniram o processo de queimadura da pele dos camundongos hairless, mas sugere uma tendência mais rápida à redução do eritema. / Nanoemulsions are special systems with uniform and extremely small droplet size, in the range of 20500 nm. Due to their characteristic size, some nanoemulsions are optically transparent or translucent and have kinetic stability, low viscosity, that result in excellent espalhability and humectation making them of increasing use in many applications, for example, in cosmetics as personal care formulations, and in pharmaceutical field as drug delivery systems. The skin burn is the result of direct or indirect hot effect over human organism. This situation provokes an inflammatory process with intense action of reactive oxygen species. The aim of this research was the development of sesame indicum oil-based nanoemulsions with raspberry oil for application in skin burn. The sesame and raspberry oils presented antioxidant activity in DPPH test and Oxidase Xantine system. The dispersions were obtained by low energy method, that was based on curvature change of surfactant molecule induced for temperature. It was obtained two nanoemulsions using different surfactant castor oil derivative etoxilated. The stability assessement was realized with the calculation of main instability mechanism, the Oswald ripening rate. This Project has been carried out with an in vitro method to evaluate the toxicity (HET-CAM) and antioxidant activity (DPPH and Xantine Oxidase), and in vivo erytem evaluation with Chroma Meter. The results of in vivo test was transformed in a score, that reflected the level of erythema. This work demonstred nanoemulsion hasn´t prevented the skin burn in hairless rats, but there was a tendency to decrease the erythema.

Nanoemulsões são emulsões especiais com glóbulos de tamanho na faixa de 20 a 500 nm. São sistemas que apresentam transparência ou fluidez, favorecendo o aspecto sensorial de espalhabilidade e umectação muito interessantes para produtos cosméticos destinados aos cuidados da pele e produtos para a saúde, atuando como sistemas de liberação de fármacos, além da característica nanométrica, que previne processos de instabilidade física. A queimadura da pele é o quadro resultante da ação direta ou indireta do calor sobre o organismo humano causando inflamação proporcionando intensa ação de radicais livres. A presente pesquisa teve como objetivo desenvolver nanoemulsões à base de óleo de gergelim aditivadas de óleo de framboesa para aplicação em queimaduras de pele. Os óleos de gergelim e framboesa apresentaram atividade antioxidante nos testes de DPPH e Xantina Oxidase. No desenvolvimento das dispersões o método de preparo por baixa energia, fundamentado na mudança de curvatura da molécula do tensoativo, foi induzido pela temperatura de inversão de fase. O resultado desta pesquisa foram duas nanoemulsões utilizando dois tensoativos derivados do óleo de rícino com diferentes etoxilações. A avaliação da estabilidade foi realizada pelo cálculo do principal mecanismo de instabilidade das nanoemulsões, chamado Ostwald ripening. O projeto também propõe uma nova metodologia para a avaliação in vitro- HET-CAM e, in vivo do eritema através da medida pelo Chroma Meter e transformação em escala dos resultados. A pesquisa demonstrou que as nanoemulsões não preveniram o processo de queimadura da pele dos camundongos hairless, mas sugere uma tendência mais rápida à redução do eritema. / Nanoemulsions are special systems with uniform and extremely small droplet size, in the range of 20500 nm. Due to their characteristic size, some nanoemulsions are optically transparent or translucent and have kinetic stability, low viscosity, that result in excellent espalhability and humectation making them of increasing use in many applications, for example, in cosmetics as personal care formulations, and in pharmaceutical field as drug delivery systems. The skin burn is the result of direct or indirect hot effect over human organism. This situation provokes an inflammatory process with intense action of reactive oxygen species. The aim of this research was the development of sesame indicum oil-based nanoemulsions with raspberry oil for application in skin burn. The sesame and raspberry oils presented antioxidant activity in DPPH test and Oxidase Xantine system. The dispersions were obtained by low energy method, that was based on curvature change of surfactant molecule induced for temperature. It was obtained two nanoemulsions using different surfactant castor oil derivative etoxilated. The stability assessement was realized with the calculation of main instability mechanism, the Oswald ripening rate. This Project has been carried out with an in vitro method to evaluate the toxicity (HET-CAM) and antioxidant activity (DPPH and Xantine Oxidase), and in vivo erytem evaluation with Chroma Meter. The results of in vivo test was transformed in a score, that reflected the level of erythema. This work demonstred nanoemulsion hasn´t prevented the skin burn in hairless rats, but there was a tendency to decrease the erythema.

Estudou-se a evolução morfológica de precipitados .. em matriz .. Cu-Al, através de tratamentos isotérmicos interrompidos por têmpera, em amostras previamente solubilizadas desde o início da precipitação, até o crescimento competitivo. Caracterizou-se a forma dos precipitados após tratamentos em diversas temperaturas, por microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura, de estruturas atacadas profundamente. A forma dos precipitados após tratamentos prolongados a 700 ºC tende a ser esférica, enquanto nos tratamentos a 600 ºC, tende a ser facetada. Com temperaturas decrescentes de 700 º para 600 ºC a forma passa gradualmente de esférica para facetada. Verificou-se que a distribuição espacial dos precipitados depende da velocidade de aquecimento. Com altas velocidades (tratamento em banho de sal), a distribuição é homogênea; com velocidade de aquecimento lentas (tratamento em forno de mufla) os precipitados apresentam-se alinhados, indicando nucleação heterogênea. O crescimento competitivo foi caracterizado através de medidas das distribuições de tamanhos de precipitados. Esta medida foi realizada utilizando micrografias de secções polidas, com um equipamento semi-automático. As medidas de distribuição de tamanhos das secções de precipitados foram processadas para a obtenção da distribuição de diâmetros reais dos precipitados através de um programa de computador utilizando o algoritmo de Saltykov. ......... / The morphological evoluation of .. precipitates in a . Cu-Al matrix has been studied from the beginning of precipitation until coarsening, using isothermal treatments on previously solubilized samples. The shape of precipitates after treatments at many temperatures was studied using Optical Microscopy and Scanning Electron Microscopy of deep etched samples. The precipitates treated for long periods at 700 ºC approach an spherical shape, while treatments at 600 ºC the precipitates become faceted. The special distribution of the precipitates are determined by the heating rate from room temperature to isothermal treatment temperature. With high heating rates the distribution is homogeneous. With low heating rate the precipitates are arranged in rows, due to heterogeneous nucleation. Coarsening was studies by measuring the distribution of precipitate sizes on microphotographs of polished sections using a semi-automatic device. The mesures of section sizes were processed to obtain the real diameter distribution using a computer program based on Saltykov\'s algoritm. .....

14th International Summer School on Crystal Growth ( 1–7 August 2010, Dalian (China))

Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2008. / Title from first page of PDF file. Includes bibliographical references (p. 193-199).

Estudou-se a evolução morfológica de precipitados .. em matriz .. Cu-Al, através de tratamentos isotérmicos interrompidos por têmpera, em amostras previamente solubilizadas desde o início da precipitação, até o crescimento competitivo. Caracterizou-se a forma dos precipitados após tratamentos em diversas temperaturas, por microscopia ótica e microscopia eletrônica de varredura, de estruturas atacadas profundamente. A forma dos precipitados após tratamentos prolongados a 700 ºC tende a ser esférica, enquanto nos tratamentos a 600 ºC, tende a ser facetada. Com temperaturas decrescentes de 700 º para 600 ºC a forma passa gradualmente de esférica para facetada. Verificou-se que a distribuição espacial dos precipitados depende da velocidade de aquecimento. Com altas velocidades (tratamento em banho de sal), a distribuição é homogênea; com velocidade de aquecimento lentas (tratamento em forno de mufla) os precipitados apresentam-se alinhados, indicando nucleação heterogênea. O crescimento competitivo foi caracterizado através de medidas das distribuições de tamanhos de precipitados. Esta medida foi realizada utilizando micrografias de secções polidas, com um equipamento semi-automático. As medidas de distribuição de tamanhos das secções de precipitados foram processadas para a obtenção da distribuição de diâmetros reais dos precipitados através de um programa de computador utilizando o algoritmo de Saltykov. ......... / The morphological evoluation of .. precipitates in a . Cu-Al matrix has been studied from the beginning of precipitation until coarsening, using isothermal treatments on previously solubilized samples. The shape of precipitates after treatments at many temperatures was studied using Optical Microscopy and Scanning Electron Microscopy of deep etched samples. The precipitates treated for long periods at 700 ºC approach an spherical shape, while treatments at 600 ºC the precipitates become faceted. The special distribution of the precipitates are determined by the heating rate from room temperature to isothermal treatment temperature. With high heating rates the distribution is homogeneous. With low heating rate the precipitates are arranged in rows, due to heterogeneous nucleation. Coarsening was studies by measuring the distribution of precipitate sizes on microphotographs of polished sections using a semi-automatic device. The mesures of section sizes were processed to obtain the real diameter distribution using a computer program based on Saltykov\'s algoritm. .....