Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Os nanotubos de carbono fazem parte de um conjunto de materiais nanomÃtricos que geram grande interesse tanto na comunidade acadÃmica quanto nas empresas do setor de tecnologia. Devido a sua estrutura Ãnica, os nanotubos de carbono estÃo entre os materiais mais duros e fortes jà descobertos. AlÃm disso, uma de suas caracterÃsticas mais interessantes à o fato de muitas das suas propriedades mecÃnicas estarem relacionadas com suas propriedades eletrÃnicas, que, por sua vez, estÃo intimamente atreladas Ãs caracterÃsticas estruturais do material. Por esses motivos, tais materiais tÃm sido considerados promissores em aplicaÃÃes como nanoatuadores. Neste trabalho, entÃo, investigamos a atuaÃÃo eletromecÃnica dos nanotubos de carbono de parede simples (SWNTs) por meio do mÃtodo Tight-Binding estendido (ETB), seguindo o procedimento utilizado por VerÃosa et al. [1]. A energia dos nanotubos à calculada assumindo que os elÃtrons populam as bandas de energia de acordo com a distribuiÃÃo de Fermi-Dirac para uma dada energia de Fermi, que à o parÃmetro que utilizamos para simular essa atuaÃÃo eletromecÃnica. Foi verificado que a relaxaÃÃo do estresse eletrÃnico gerado pela variaÃÃo da energia de Fermi do nanotubo causa grandes alteraÃÃes tanto na deformaÃÃo torcional quanto nas deformaÃÃes axial e radial para todos os tipos de SWNTs quirais, especialmente para os semicondutores. Essas deformaÃÃes induzidas afetam diretamente a estrutura de bandas dos nanotubos, de modo que grandes variaÃÃes nas energias de transiÃÃo Ãtica foram observadas. AlÃm disso, foi mostrado que todas as trÃs deformaÃÃes sÃo de igual importÃncia no processo de relaxaÃÃo, tal que todas sÃo igualmente responsÃveis pelas mudanÃas nas energias de transiÃÃo Ãtica. Assim, obteve-se deformaÃÃes torcionais de atà 1% para o nanotubo (8, 7), quando sua energia de Fermi à de aproximadamente 1eV, causando mudanÃas de aproximadamente 0, 4eV em suas energias de transiÃÃo Ãtica.

A modificaÃÃo de ligantes asfÃlticos à uma prÃtica cada vez mais comum em vias de elevado volume de trÃfego e tem como objetivo a melhoria das caracterÃsticas reolÃgicas desses materiais, principalmente em temperaturas extremas. O objetivo principal deste trabalho à avaliar o comportamento mecÃnico de misturas asfÃlticas produzidas com ligantes asfÃlticos modificados por Ãcido polifosfÃrico e polÃmeros no que diz respeito à rigidez e à resistÃncia à deformaÃÃo permanente. Foram estudadas 17 misturas asfÃlticas com a mesma granulometria porÃm com diferentes tipos de agregados e de ligantes asfÃlticos modificados por polÃmeros, borracha de pneu moÃdo e Ãcido polifosfÃrico (PPA). A caracterizaÃÃo da resistÃncia à deformaÃÃo permanente destas misturas asfÃlticas foi realizada por meio do ensaio de creep dinÃmico e a caracterizaÃÃo da rigidez foi feita por meio de curvas-mestres obtidas pelo processamento dos dados oriundos do ensaio de mÃdulo dinÃmico. Os resultados mostraram que a modificaÃÃo dos ligantes asfÃlticos aumentou em resistÃncia à deformaÃÃo permanente das misturas asfÃlticas, principalmente naquelas em que foram utilizados ligantes asfÃlticos modificados por polÃmeros+PPA, por nÃo terem atingido o Flow Number (critÃrio de ruptura para o ensaio de creep dinÃmico). A modificaÃÃo dos ligantes asfÃlticos tambÃm causou um aumento na rigidez de todas as misturas asfÃlticas. Para frequÃncias mais baixas de carregamento, a diferenÃa de rigidez foi maior em relaÃÃo à encontrada para as frequÃncias mais altas. O PPA mostrou ser um modificador que aumenta a rigidez e a resistÃncia à deformaÃÃo permanente, alÃm de ser uma alternativa efetiva com relaÃÃo a economia de polÃmero, jà que o seu uso permitiu a utilizaÃÃo de percentuais menores de polÃmero para a modificaÃÃo dos ligantes asfÃlticos. TambÃm foi verificado a ausÃncia de correlaÃÃes entre os parÃmetros de ensaios de caracterizaÃÃo dos ligantes asfÃlticos e os parÃmetros de resistÃncia à deformaÃÃo permanente das misturas asfÃlticas investigadas. Por fim, a anÃlise feita entre as misturas asfÃlticas contendo o mesmo tipo de agregado e diferentes tipos de ligantes asfÃlticos e entre as misturas asfÃlticas com o mesmo ligante asfÃltico e diferentes tipos de agregados mostrou que a resistÃncia à deformaÃÃo permanente de uma mistura asfÃltica à consideravelmente mais influenciada pelo agregado do que pelo ligante asfÃltico utilizado. / Asphalt binders modification is a common practice in heavy traffic roadways and its goal is to improve binderâs rheological properties, especially in extreme temperatures. The main objective of this research was to evaluate the mechanical behavior of mixes designed with asphalt binders modified with polyphosphoric acid and polymers, with respect to their stiffness and rutting resistance. Seventeen asphalt mixes with two types of aggregate with the same gradation, but with asphalt binder modified by different types of polymer, ground tire rubber and polyphosphoric acid (PPA) were investigated. Repeated load permanent deformation test was used to evaluate the asphalt mixesâ rutting resistance, and the dynamic modulus test results were used to characterize asphalt mixes stiffness. The results showed that asphalt binder modification influenced substantially the asphalt mixes rutting resistance, especially those with polymer+PPA modified binder, which did not reach Flow Number value (failure criteria for the repeated load permanent deformation test). Asphalt binder modification also increased the stiffness for all asphalt mixes evaluated in this study. For low frequency loading the stiffness variation was higher when compared to the high frequency ones. PPA proved to be a modifier that increases asphalt mixes stiffness and rutting resistance. Also it can be considered as an important tool for the polymer economy, since its use dispensed a high polymer content for asphalt binder modification. It was also verified for the asphalt mixes investigated that there are no correlations between asphalt binder characterization and rutting resistance parameters for the asphalt mixes. Finally, the analysis performed for the asphalt mixes with the same type of aggregate, but with different types of asphalt binder, and for the asphalt mixes with the same asphalt binder but with different aggregate type, showed that the asphalt mixesâ rutting resistance is much more influenced by the aggregate type than by the asphalt binder.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / As propriedades mecÃnicas de cÃlulas vivas possuem um papel crucial no bom desempenho de suas funÃÃes fisiolÃgicas. PorÃm, nosso conhecimento nesse assunto ainda à limitado. NÃo à totalmente compreendido como uma cÃlula responde, estrutural e mecanicamente, a uma tensÃo externa ou como a elasticidade das cÃlulas altera-se em organismos doentes em comparaÃÃo a organismos sadios. Recentemente, a biomecÃnica de cÃlulas do cÃncer (em particular, a elasticidade ou rigidez) tem sido apontada como um fator importante que està relacionado à funÃÃo, adesÃo, motilidade, transformaÃÃo e invasÃo da cÃlula neoplÃsica. Estudos in vivo mostram que transformaÃÃes cancerosas introduzem alteraÃÃes significativas na estrutura e comportamento celular. Essas diferenÃas tambÃm podem causar alteraÃÃes nas propriedades mecÃnicas, geralmente levando a uma maior deformabilidade da cÃlula. A quantificaÃÃo da alteraÃÃo de elasticidade, utilizando ensaios mecÃnicos em conjunto com um exame microscÃpico, pode tornar-se um poderoso diagnÃstico do cÃncer e abrir caminhos para novos tratamentos. Neste contexto, a Microscopia de ForÃa AtÃmica (AFM) se apresenta como uma ferramenta ideal para a investigaÃÃo de cÃlulas por sua alta resoluÃÃo, capacidade de nano-manipulaÃÃo de superfÃcies, possibilidade de trabalhar em meios lÃquidos e por ser uma tÃcnica nÃo destrutiva. Neste trabalho, propÃe-se a investigaÃÃo da resposta mecÃnica de cÃlulas cancerÃgenas (linhagens A-498 e ACHN), comparando-se com cÃlulas normais (RC-124), utilizando-se um MicroscÃpio de ForÃa AtÃmica e seus componentes como ferramentas de caracterizaÃÃo morfolÃgica de alta resoluÃÃo e caracterizaÃÃo das propriedades mecÃnicas dessas cÃlulas. Utilizando a sonda de AFM como nano-indentador e a partir dos dados de forÃa obtidos pelo microscÃpio, analisados por meio de modelos teÃricos adequados, temos por objetivo obter valores qualitativos e quantitativos da resposta elÃstica dessas cÃlulas. / The mechanical properties of living cells have a crucial role in the accomplishment of their physiological functions. However, our knowledge on this subject is still limited. Is not fully understood how a cell responds structurally and mechanically to an external pressure or as the elasticity of cells is altered in diseased organisms compared to healthy ones. Recently, the biomechanics of cancer cells, in particular the elasticity or stiffness, has been identified as an important factor that is related to function, adhesion, motility, invasion and transformation of the neoplastic cells. Studies in vivo show that cancerous transformations introduce significant changes in the structure and behavior of cells. These differences can cause changes in mechanical properties, often leading to greater cell deformability. Quantifying the change of elasticity using mechanical tests in conjunction with a microscopic examination, can become a powerful method for the diagnosis of cancer, and open new routes for treatments. In this context, Atomic Force Microscopy (AFM) is presented as an ideal tool for cell research due to its high resolution capability for surface nano-manipulation, ability to work in fluids and for being a noninvasive and nondestructive technique. This study investigates the mechanical response of cancer cells (lines A-498 and ACHN), compared to normal cells (RC-124). Using an AFM and its components as a morphological tool of high resolution characterization and characterization of the cells mechanical properties using the AFM probe as a nano-indenter, and from the strength data obtained by the microscope, and appropriate theoretical models to interpret these data to obtain qualitative and quantitative values of the elastic response these cells.

nÃo hà / O elevado Ãndice de acidez presente no petrÃleo processado na indÃstria do setor PetrÃleo e GÃs Natural exige dos diversos equipamentos, uma elevada resistÃncia à corrosÃo. Dentre os materiais empregados nos equipamentos destacam-se os aÃos Cr-Mo e os aÃos inoxidÃveis austenÃticos com adiÃÃo de molibdÃnio. Estes aÃos nÃo tem apresentado rendimento satisfatÃrio quando em operaÃÃo nestes equipamentos. A utilizaÃÃo de aÃos inoxidÃveis ferrÃticos vem crescendo significativamente com o avanÃo tecnolÃgico e com a adiÃÃo de elementos de liga tem-se obtido aÃos com maiores resistÃncia mecÃnica e a corrosÃo, aliado a uma boa soldabilidade. Desta forma o objetivo deste trabalho à estudar o efeito do teor de molibdÃnio na resistÃncia a corrosÃo naftÃnica, nas alteraÃÃes microestruturais, propriedades mecÃnicas e soldabilidade em novas ligas Fe-Cr-Mo. Com base nos teores de elementos presentes foram levantados diagramas pseudo-binÃrios para identificar as fases e os tratamentos tÃrmicos afim de determinar as melhores combinaÃÃes de cromo e molibdÃnio. Amostras das ligas solubilizadas foram retiradas para a caracterizaÃÃo por microscopia Ãtica e microscopia eletrÃnica de varredura a fim de verificar se o tratamento de solubilizaÃÃo foi capaz de promover a obtenÃÃo de uma microestrutura completamente ferrÃtica. AtravÃs da realizaÃÃo de ensaios dureza, traÃÃo e impacto foram determinadas as propriedades mecÃnicas das ligas experimentais. Foram realizadas soldagens sem e com adiÃÃo de material empregando os processos TIG e MIG. Foi feita anÃlise de tamanho de grÃo da ZAC das ligas, caracterizaÃÃo microestrutural das regiÃes da solda e levantamento da microdureza. Os resultados obtidos mostraram que as ligas Fe-Cr-Mo apresentaram uma microestrutura ferrÃtica na condiÃÃo solubilizada, com grÃos grandes e propriedades mecÃnicas superiores ao de ligas comerciais, onde o molibdÃnio apresenta uma efeito mais significativo no aumento das propriedades mecÃnicas. O teores de cromo e molibdÃnio favoreceram a um comportamento frÃgil das ligas a temperatura ambiente, contudo para uma temperatura superior a 60 oC, as ligas tendem a apresentar um comportamento do tipo dÃctil. O tamanho de grÃo e as propriedades das ligas indicam que as mesmas seriam de dificil soldabilidade. Contudo, foi possÃvel realizar a soldagem das ligas empregando os processos TIG e MIG. AlÃm da microestrutura ferrÃtica, as ligas apresentaram a formaÃÃo de carbonetos do tipo M6C e M23C6 apÃs a realizaÃÃo das soldagens. / The high level of naphthenic acidity present in oils processed in refineries requires a high corrosion resistance of equipment and ducts. Among materials used in the Petroleum industry we highlight the Cr-Mo steels and austenitic stainless steel with molybdenum in their composition. These steels have not shown satisfactory performance when in contact with Petroleum rich in naphthenic acid. Iron-Chromium steels with Mo in their composition have become an alternative to this application. The main objective of this work was to study the effect the increasing of molybdenum content on the naphthenic corrosion resistance, microstructural changes, mechanical properties and weldability of Fe-Cr-Mo with Mo content higher than used in commercial alloys. Pseudo-binary diagrams for different compositions of Fe-Cr-Mo alloys were made to identify, phases and possible heat treatments. Solubilized samples of different alloy compositions were characterized by optical microscopy and scanning electron microscopy. Mechanical properties of experimental alloys were determined the through hardness, tensile and impact tests. Welds were carried out with and without addition of material using TIG and MIG processes. HAZ grain size of alloys and microstructural characterization of welded regions and the microhardness survey were performed. The results showed that the alloys Fe-Cr-Mo showed a ferritic microstructure in the solubilized condition, with large grains and mechanical properties superior to commercial alloys. The molybdenum increases naphthenic corrosion resistance and has a significant effect in the mechanical properties. The increase of chromium and molybdenum contents favored a brittle behavior of alloys at room temperature. The studied alloys tend to exhibit a ductile behavior when tested at temperatures exceeding 60 ÂC. At a first glance, grain size and mechanical properties of the alloys indicated that it would be difficult to weld these alloys. However, it was possible to perform the welding of alloys using TIG and MIG processes. This work deals with phases and carbides that precipitate when welding with different parameters.

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / A soldagem multipasse de chapas grossas impÃe à junta soldada um estado de tensÃes residuais que pode ser muito prejudicial quando estas estÃo em serviÃo. Existem vÃrios fenÃmenos capazes de alterar os nÃveis de tensÃes residuais de soldagem nos materiais, um deles à a transformaÃÃo de fases. Este trabalho apresenta um estudo comparativo dos nÃveis de tensÃes residuais em trÃs juntas soldadas, produzidas com metais de adiÃÃo diferentes pelo processo arame tubular. Um arame eletrodo de aÃo inoxidÃvel martensÃtico Fe-12%Cr-5%Ni com baixa temperatura de transformaÃÃo foi o primeiro a ser utilizado, o segundo, um aÃo inoxidÃvel austenÃtico Fe-18,5%Cr-10%Ni, e finalmente, um aÃo baixa liga Fe-1,25%Cr-0,5%Mo. No processo de soldagem foi utilizada uma bancada robotizada com fonte multiprocesso para confecÃÃo das juntas, sendo o aÃo ABNT 4140 o metal de base. As tensÃes residuais foram medidas na superfÃcie das juntas soldadas atravÃs do mÃtodo de difraÃÃo de raios-X. TambÃm foram avaliadas as seguintes propriedades mecÃnicas; resistÃncia à traÃÃo, tenacidade e microdureza, bem como, as microestruturas resultantes na zona fundida, zona afetada pelo calor e metal de base. Os resultados mostraram que a junta produzida com arame eletrodo que sofreu transformaÃÃo martensÃtica a baixa temperatura apresentou nÃveis considerÃveis de tensÃo residual compressiva, ao contrÃrio das demais juntas que apresentaram tensÃo residual trativa na maioria dos pontos medidos. Nos ensaios de traÃÃo, a junta de baixa temperatura de transformaÃÃo martensÃtica apresentou elevados limites de escoamento e de resistÃncia à traÃÃo, e a sua ruptura ocorreu na interface entre o metal de base e o metal de solda. Nos ensaios de impacto da mesma junta, os valores de energia absorvida no metal de solda e zona termicamente afetada se apresentaram relativamente baixos. / The multi-pass welding of thick plates imposes to the welded joint a state of residual stresses that can be very harmful when they are in service. There are various phenomena that can alter the levels of residual stresses after materials welding; one of them is phase transformation. This work presents a comparative study of the levels of residual stresses in three welded joints, produced with different filler metals by Flux Cored Arc Welding (FCAW). A martensitic stainless steel wire Fe-12% Cr-5% Ni with low transformation temperature was the first to be used. After this an austenitic stainless steel Fe-18.5% Cr-10% Ni was used and finally a low alloy steel Fe -1.25% Cr-0.5% Mo. In the welding process, we used a workbench robot with multiprocess source for making joints, and the AISI 4140 the base metal.. Residual stresses were measured on the surface of welded joints using X-ray diffraction method. Tensile strength, toughness and hardness, as well as the resultant microstructure in weld metal, heat affected zone and base metal were evaluated. The results showed that the joint produced with wire electrode that has undergone low temperature martensitic transformation presents significant levels of compressive residual stress, unlike the other joints which present tensile residual stress at most of the measured points. In tensile tests, the joint of martensitic stainless steel showed high yield limits and tensile strength, and its rupture occurred at the interface between base metal and weld metal. Results of the impact tests of this joint showed relatively low absorbed energy values at the weld metal and heat affected zone.

CoordenaÃÃo de AperfeÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior