Made available in DSpace on 2018-08-01T22:29:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_6209_.pdf: 1036714 bytes, checksum: 968b4b69a504994fb1a83ea450c1a4fe (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / É um fato bem conhecido que a radiação eletromagnética é medida por uma partícula de massa de repouso nula, o fóton. No entanto, sabemos que existem mecanismos que geram espontaneamente massa para as partículas. É nosso objetivo neste trabalho investigar a possibilidade de dar massa ao fóton via o mecanismo de penetração do campo magnético na blindagem devida ao efeito Meisner em supercondutores. Propomos uma associação entre a "massa de repouso do fóton" e o comprimento de penetração do campo magnético em uma amostra supercondutora. Possíveis valores para esta massa são então determinados utilizando-se valores típicos de comprimentos de penetração.

As superfícies e suas propriedades são importantes numa ampla gama de aplicações porque geralmente elas determinam as interações primarias das interfases. As características físico-químicas da superfície dos materiais desempenham um papel importante em diversas tecnologias, tais como adesão, . biomateriais, revestimentos de proteção, o atrito, desgaste, materiais compostos, dispositivos de microeletrônica e tecnologia de película fina. Mas, a maioria dos materiais não possui as propriedades de superfície necessárias para uma aplicação desejada e se faz necessário então modificar a superfície para cada aplicação em particular. A presente tese de doutorado apresenta resultados sobre modificação de superfícies de materiais para obter superfícies super-hidrofóbicas e hidrofílicas com controle do grau de molhabilidade. As superfícies super-hidrofóbicas foram fabricadas utilizando dióxido de titânia e trimetoxi propil silano em solventes aquosos e não aquosos seguindo um processo muito simples que envolve basicamente duas etapas: i) Uma p1imeira etapa que consiste da mistura de um composto silano diluído num solvente adequado com nanoparticulas de dióxido de titânio (Ti02). ii) Na segunda etapa a dispersão anterior é espalhada na superfície a tratar (vidro, metal, polímero, etc.) seguida de uma cura a temperaturas moderadas para permitir a condensação de grupos hidroxilas e polimerização A superfície resultante mostrou altos_ ângulos de contato (> 150 °) com diferente histerese angular. A origem das diferentes histereses angulares de estas superfícies superhidrofóbicas são analisadas utilizando diferentes técnicas de caracterização. Para converter um material hidrofóbico a hidrofílico foi utilizada radiação eletromagnética UV, VUV ou radiação síncrotron na presença de uma atmosfera gasosa reativa. A superfície polimérica modificada permanece longos períodos de tempo hidrofilicos o que contrasta com técnicas de modificação que usam coroa ou plasma. / The surfaces and their properties are important in a wide range of applícations because they generally determine the interactions of the primary interfaces. The physico-chemical properties of the surface of the material play an important role in various technologies such as adhesion, biomaterials, protective coatings, friction, wear, composites, microelectronic devices and thin film technology. But, most materiais do not have the surface properties needed for a desired application and then becomes necessary to modify the surface for each particular application. This doctoral thesis presents results on surface modification of materiais surfaces to super-hydrophobicity using silane and hydrophilicity using UV,VUV and synchrotron radiations. The superhydrophobic surfaces are fabricated using titanium dioxide and trimethoxypropyl silane in aqueous or non-aqueous solvents. The superhydrophobic surfaces were obtained using a simple process that basically involves two steps: i) The first step isto mix the silane solution (aqueous or non-aqueous) with titanium dioxide. ii) In the second step the dispersion is casted on a substrate (glass or metal) at moderate temperatures to allow condensation reaction to takes place. The resulting surface showed high water contact angles (> I 50 °) with different contact angle hysteresis. The reasons for the different contact angles hysteresis of these superhydrophobic surfaces are analyzed using different characterising techniques and justified. Surface modification of polymer was carried out to induce hydrophilic properties using UV, VUV or synchrotron radiation in the presence ofreactíve gas. The modified polymer surface showed permanent hydrophilic properties when compared to corona or plasma modification techniques.

As superfícies e suas propriedades são importantes numa ampla gama de aplicações porque geralmente elas determinam as interações primarias das interfases. As características físico-químicas da superfície dos materiais desempenham um papel importante em diversas tecnologias, tais como adesão, . biomateriais, revestimentos de proteção, o atrito, desgaste, materiais compostos, dispositivos de microeletrônica e tecnologia de película fina. Mas, a maioria dos materiais não possui as propriedades de superfície necessárias para uma aplicação desejada e se faz necessário então modificar a superfície para cada aplicação em particular. A presente tese de doutorado apresenta resultados sobre modificação de superfícies de materiais para obter superfícies super-hidrofóbicas e hidrofílicas com controle do grau de molhabilidade. As superfícies super-hidrofóbicas foram fabricadas utilizando dióxido de titânia e trimetoxi propil silano em solventes aquosos e não aquosos seguindo um processo muito simples que envolve basicamente duas etapas: i) Uma p1imeira etapa que consiste da mistura de um composto silano diluído num solvente adequado com nanoparticulas de dióxido de titânio (Ti02). ii) Na segunda etapa a dispersão anterior é espalhada na superfície a tratar (vidro, metal, polímero, etc.) seguida de uma cura a temperaturas moderadas para permitir a condensação de grupos hidroxilas e polimerização A superfície resultante mostrou altos_ ângulos de contato (> 150 °) com diferente histerese angular. A origem das diferentes histereses angulares de estas superfícies superhidrofóbicas são analisadas utilizando diferentes técnicas de caracterização. Para converter um material hidrofóbico a hidrofílico foi utilizada radiação eletromagnética UV, VUV ou radiação síncrotron na presença de uma atmosfera gasosa reativa. A superfície polimérica modificada permanece longos períodos de tempo hidrofilicos o que contrasta com técnicas de modificação que usam coroa ou plasma. / The surfaces and their properties are important in a wide range of applícations because they generally determine the interactions of the primary interfaces. The physico-chemical properties of the surface of the material play an important role in various technologies such as adhesion, biomaterials, protective coatings, friction, wear, composites, microelectronic devices and thin film technology. But, most materiais do not have the surface properties needed for a desired application and then becomes necessary to modify the surface for each particular application. This doctoral thesis presents results on surface modification of materiais surfaces to super-hydrophobicity using silane and hydrophilicity using UV,VUV and synchrotron radiations. The superhydrophobic surfaces are fabricated using titanium dioxide and trimethoxypropyl silane in aqueous or non-aqueous solvents. The superhydrophobic surfaces were obtained using a simple process that basically involves two steps: i) The first step isto mix the silane solution (aqueous or non-aqueous) with titanium dioxide. ii) In the second step the dispersion is casted on a substrate (glass or metal) at moderate temperatures to allow condensation reaction to takes place. The resulting surface showed high water contact angles (> I 50 °) with different contact angle hysteresis. The reasons for the different contact angles hysteresis of these superhydrophobic surfaces are analyzed using different characterising techniques and justified. Surface modification of polymer was carried out to induce hydrophilic properties using UV, VUV or synchrotron radiation in the presence ofreactíve gas. The modified polymer surface showed permanent hydrophilic properties when compared to corona or plasma modification techniques.

As superfícies e suas propriedades são importantes numa ampla gama de aplicações porque geralmente elas determinam as interações primarias das interfases. As características físico-químicas da superfície dos materiais desempenham um papel importante em diversas tecnologias, tais como adesão, . biomateriais, revestimentos de proteção, o atrito, desgaste, materiais compostos, dispositivos de microeletrônica e tecnologia de película fina. Mas, a maioria dos materiais não possui as propriedades de superfície necessárias para uma aplicação desejada e se faz necessário então modificar a superfície para cada aplicação em particular. A presente tese de doutorado apresenta resultados sobre modificação de superfícies de materiais para obter superfícies super-hidrofóbicas e hidrofílicas com controle do grau de molhabilidade. As superfícies super-hidrofóbicas foram fabricadas utilizando dióxido de titânia e trimetoxi propil silano em solventes aquosos e não aquosos seguindo um processo muito simples que envolve basicamente duas etapas: i) Uma p1imeira etapa que consiste da mistura de um composto silano diluído num solvente adequado com nanoparticulas de dióxido de titânio (Ti02). ii) Na segunda etapa a dispersão anterior é espalhada na superfície a tratar (vidro, metal, polímero, etc.) seguida de uma cura a temperaturas moderadas para permitir a condensação de grupos hidroxilas e polimerização A superfície resultante mostrou altos_ ângulos de contato (> 150 °) com diferente histerese angular. A origem das diferentes histereses angulares de estas superfícies superhidrofóbicas são analisadas utilizando diferentes técnicas de caracterização. Para converter um material hidrofóbico a hidrofílico foi utilizada radiação eletromagnética UV, VUV ou radiação síncrotron na presença de uma atmosfera gasosa reativa. A superfície polimérica modificada permanece longos períodos de tempo hidrofilicos o que contrasta com técnicas de modificação que usam coroa ou plasma. / The surfaces and their properties are important in a wide range of applícations because they generally determine the interactions of the primary interfaces. The physico-chemical properties of the surface of the material play an important role in various technologies such as adhesion, biomaterials, protective coatings, friction, wear, composites, microelectronic devices and thin film technology. But, most materiais do not have the surface properties needed for a desired application and then becomes necessary to modify the surface for each particular application. This doctoral thesis presents results on surface modification of materiais surfaces to super-hydrophobicity using silane and hydrophilicity using UV,VUV and synchrotron radiations. The superhydrophobic surfaces are fabricated using titanium dioxide and trimethoxypropyl silane in aqueous or non-aqueous solvents. The superhydrophobic surfaces were obtained using a simple process that basically involves two steps: i) The first step isto mix the silane solution (aqueous or non-aqueous) with titanium dioxide. ii) In the second step the dispersion is casted on a substrate (glass or metal) at moderate temperatures to allow condensation reaction to takes place. The resulting surface showed high water contact angles (> I 50 °) with different contact angle hysteresis. The reasons for the different contact angles hysteresis of these superhydrophobic surfaces are analyzed using different characterising techniques and justified. Surface modification of polymer was carried out to induce hydrophilic properties using UV, VUV or synchrotron radiation in the presence ofreactíve gas. The modified polymer surface showed permanent hydrophilic properties when compared to corona or plasma modification techniques.

A modificação da superfície de materiais poliméricos demonstra-se extremamente útil em inúmeras áreas em que propriedades superficiais do material (molhabilidade, biocompatibilidade, adesividade, microestrutura, etc.) regem seus usos e aplicações, em setores como na tecnologia de membranas, aplicações medicinais e biotecnológicas e na tecnologia de materiais de recobrimentos. Muitas técnicas de tratamento superficiais já conhecidas apresentam bons resultados reportados na literatura, como descarga em corona, tratamentos com plasma, enxertia por meio químico e tratamentos com UV-VUV/ ozônio. As superfícies de dois polímeros sintéticos (poliestireno e polissulfona) e de um polímero natural (polihidroxibutirato), que inicialmente demonstravam superfícies hidrofóbicas foram modificadas utilizando-se radiação UV em presença de oxigênio ou vapores reativos (ácido acrílico ou trimetoxi propil silano), atribuindo-se características hidrofílicas e superhidrofílicas, sendo que em alguns tratamentos observou-se um processo de fotopolimerização com formação de um filme fino de poliácido acrílico sobre o polímero original. A caracterização das modificações produzidas nas superfícies poliméricas deu-se por técnicas de análise de superfícies (WCA, FTIR-ATR, XPS, NEXAFS, MEV). A utilização da radiação síncrotron monocromática como agente de excitação seletiva foi investigada irradiando-se superfícies de poliestireno sob condições de ultra alto vácuo e posterior exposição à atmosfera de O2. Os resultados demonstram funcionalização seletiva e eficiente de grupos COO e C=O (até 70%) pelo enxerto destes grupos no anel aromático, ocorrendo sobre as camadas mais superficiais do filme, comprovados por análise de XPS e NEXAFS. A funcionalização superficial induzida por radiação eletromagnética (UV ou SR) em presença de gases e ou vapores reativos mostrou excelentes resultados, com vantagens como a grande seletividade química aliada à isenção do emprego de reagentes tóxicos e à simplicidade experimental. / The modification of a polymer surface proves to be extremely useful in several areas in which the surface properties of a material (wettability, biocompatibility, adhesion, microstructure, etc.) controls their uses and applications. Areas such as membrane technology, biotechnology and medical applications and materials and coatings technology depends on surface properties. Many surface treatment techniques well known in the literature report good results, such as corona discharge, plasma treatments, grafting by chemical treatments and UV-VUV / ozone. Surfaces of two synthetic polymers (polystyrene and polysulphone) and one natural polymer (polyhidroxibutirato) were modified by ultraviolet-assisted modification in the presence of reactive Oxygen or vapors (acrylic acid or trimetoxi propil silane). Pristine hydrophobic surfaces were modified to hydrophilic or superhidrofilic. Some treatments led to a process of photo-polymerization with formation of a thin polyacrílic acid film formed on top of the original polymer. Characterization of the treated surfaces was carried out using sensitive surface analysis techniques (WCA, FTIR-ATR, XPS, NEXAFS, and SEM). The use of monochromatic synchrotron radiation for selective excitation was investigated by irradiation of polystyrene films under conditions of ultra high vacuum and subsequent Oxygen exposure to one atmosphere. The results showed efficient functionalization of COO and C = O groups (up to 70%) by grafting the functionalities mainly onto the aromatic rings. XPS and NEXAFS results showed that the grafting occurred on the most top monolayer of the polymers. Surface functionalization induced by electromagnetic radiation (UV or SR) in the presence of reactive gases or vapors showed excellent results. The main advantages are set-up simplicity, no need of toxic reagents and high chemical selectivity when synchrotron radiation is used as excitation source.

A modificação da superfície de materiais poliméricos demonstra-se extremamente útil em inúmeras áreas em que propriedades superficiais do material (molhabilidade, biocompatibilidade, adesividade, microestrutura, etc.) regem seus usos e aplicações, em setores como na tecnologia de membranas, aplicações medicinais e biotecnológicas e na tecnologia de materiais de recobrimentos. Muitas técnicas de tratamento superficiais já conhecidas apresentam bons resultados reportados na literatura, como descarga em corona, tratamentos com plasma, enxertia por meio químico e tratamentos com UV-VUV/ ozônio. As superfícies de dois polímeros sintéticos (poliestireno e polissulfona) e de um polímero natural (polihidroxibutirato), que inicialmente demonstravam superfícies hidrofóbicas foram modificadas utilizando-se radiação UV em presença de oxigênio ou vapores reativos (ácido acrílico ou trimetoxi propil silano), atribuindo-se características hidrofílicas e superhidrofílicas, sendo que em alguns tratamentos observou-se um processo de fotopolimerização com formação de um filme fino de poliácido acrílico sobre o polímero original. A caracterização das modificações produzidas nas superfícies poliméricas deu-se por técnicas de análise de superfícies (WCA, FTIR-ATR, XPS, NEXAFS, MEV). A utilização da radiação síncrotron monocromática como agente de excitação seletiva foi investigada irradiando-se superfícies de poliestireno sob condições de ultra alto vácuo e posterior exposição à atmosfera de O2. Os resultados demonstram funcionalização seletiva e eficiente de grupos COO e C=O (até 70%) pelo enxerto destes grupos no anel aromático, ocorrendo sobre as camadas mais superficiais do filme, comprovados por análise de XPS e NEXAFS. A funcionalização superficial induzida por radiação eletromagnética (UV ou SR) em presença de gases e ou vapores reativos mostrou excelentes resultados, com vantagens como a grande seletividade química aliada à isenção do emprego de reagentes tóxicos e à simplicidade experimental. / The modification of a polymer surface proves to be extremely useful in several areas in which the surface properties of a material (wettability, biocompatibility, adhesion, microstructure, etc.) controls their uses and applications. Areas such as membrane technology, biotechnology and medical applications and materials and coatings technology depends on surface properties. Many surface treatment techniques well known in the literature report good results, such as corona discharge, plasma treatments, grafting by chemical treatments and UV-VUV / ozone. Surfaces of two synthetic polymers (polystyrene and polysulphone) and one natural polymer (polyhidroxibutirato) were modified by ultraviolet-assisted modification in the presence of reactive Oxygen or vapors (acrylic acid or trimetoxi propil silane). Pristine hydrophobic surfaces were modified to hydrophilic or superhidrofilic. Some treatments led to a process of photo-polymerization with formation of a thin polyacrílic acid film formed on top of the original polymer. Characterization of the treated surfaces was carried out using sensitive surface analysis techniques (WCA, FTIR-ATR, XPS, NEXAFS, and SEM). The use of monochromatic synchrotron radiation for selective excitation was investigated by irradiation of polystyrene films under conditions of ultra high vacuum and subsequent Oxygen exposure to one atmosphere. The results showed efficient functionalization of COO and C = O groups (up to 70%) by grafting the functionalities mainly onto the aromatic rings. XPS and NEXAFS results showed that the grafting occurred on the most top monolayer of the polymers. Surface functionalization induced by electromagnetic radiation (UV or SR) in the presence of reactive gases or vapors showed excellent results. The main advantages are set-up simplicity, no need of toxic reagents and high chemical selectivity when synchrotron radiation is used as excitation source.

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um programa para cálculo de campos eletromagnéticos baseado no método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD). Este programa é aplicado no cálculo da Taxa de Absorção Específica (SAR) na cabeça de um usuário de transceptores portáteis como os telefones celulares. Como introdução ao problema é realizada uma revisão dos efeitos biológicos e das recomendações para a exposição humana a radiofreqüências e microondas. Os principais resultados obtidos com simulações realizadas com o programa desenvolvido. São mostrados e comparados com os resultados simulados e medidos por outros autores, assim como com as recomendações nacionais e internacionais. A título de recomendação final e como alternativa visando minimizar os riscos que a absorção do campo pode representar para a saúde dos usuários, é proposta a utilização de antenas que emitem mais no sentido oposto à cabeça. Este conceito é testado com o desenvolvimento de uma antena simples em microstrip.

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um programa para cálculo de campos eletromagnéticos baseado no método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD). Este programa é aplicado no cálculo da Taxa de Absorção Específica (SAR) na cabeça de um usuário de transceptores portáteis como os telefones celulares. Como introdução ao problema é realizada uma revisão dos efeitos biológicos e das recomendações para a exposição humana a radiofreqüências e microondas. Os principais resultados obtidos com simulações realizadas com o programa desenvolvido. São mostrados e comparados com os resultados simulados e medidos por outros autores, assim como com as recomendações nacionais e internacionais. A título de recomendação final e como alternativa visando minimizar os riscos que a absorção do campo pode representar para a saúde dos usuários, é proposta a utilização de antenas que emitem mais no sentido oposto à cabeça. Este conceito é testado com o desenvolvimento de uma antena simples em microstrip.

Neste trabalho é apresentado o desenvolvimento de um programa para cálculo de campos eletromagnéticos baseado no método das Diferenças Finitas no Domínio do Tempo (FDTD). Este programa é aplicado no cálculo da Taxa de Absorção Específica (SAR) na cabeça de um usuário de transceptores portáteis como os telefones celulares. Como introdução ao problema é realizada uma revisão dos efeitos biológicos e das recomendações para a exposição humana a radiofreqüências e microondas. Os principais resultados obtidos com simulações realizadas com o programa desenvolvido. São mostrados e comparados com os resultados simulados e medidos por outros autores, assim como com as recomendações nacionais e internacionais. A título de recomendação final e como alternativa visando minimizar os riscos que a absorção do campo pode representar para a saúde dos usuários, é proposta a utilização de antenas que emitem mais no sentido oposto à cabeça. Este conceito é testado com o desenvolvimento de uma antena simples em microstrip.

A modificação da superfície de materiais poliméricos demonstra-se extremamente útil em inúmeras áreas em que propriedades superficiais do material (molhabilidade, biocompatibilidade, adesividade, microestrutura, etc.) regem seus usos e aplicações, em setores como na tecnologia de membranas, aplicações medicinais e biotecnológicas e na tecnologia de materiais de recobrimentos. Muitas técnicas de tratamento superficiais já conhecidas apresentam bons resultados reportados na literatura, como descarga em corona, tratamentos com plasma, enxertia por meio químico e tratamentos com UV-VUV/ ozônio. As superfícies de dois polímeros sintéticos (poliestireno e polissulfona) e de um polímero natural (polihidroxibutirato), que inicialmente demonstravam superfícies hidrofóbicas foram modificadas utilizando-se radiação UV em presença de oxigênio ou vapores reativos (ácido acrílico ou trimetoxi propil silano), atribuindo-se características hidrofílicas e superhidrofílicas, sendo que em alguns tratamentos observou-se um processo de fotopolimerização com formação de um filme fino de poliácido acrílico sobre o polímero original. A caracterização das modificações produzidas nas superfícies poliméricas deu-se por técnicas de análise de superfícies (WCA, FTIR-ATR, XPS, NEXAFS, MEV). A utilização da radiação síncrotron monocromática como agente de excitação seletiva foi investigada irradiando-se superfícies de poliestireno sob condições de ultra alto vácuo e posterior exposição à atmosfera de O2. Os resultados demonstram funcionalização seletiva e eficiente de grupos COO e C=O (até 70%) pelo enxerto destes grupos no anel aromático, ocorrendo sobre as camadas mais superficiais do filme, comprovados por análise de XPS e NEXAFS. A funcionalização superficial induzida por radiação eletromagnética (UV ou SR) em presença de gases e ou vapores reativos mostrou excelentes resultados, com vantagens como a grande seletividade química aliada à isenção do emprego de reagentes tóxicos e à simplicidade experimental. / The modification of a polymer surface proves to be extremely useful in several areas in which the surface properties of a material (wettability, biocompatibility, adhesion, microstructure, etc.) controls their uses and applications. Areas such as membrane technology, biotechnology and medical applications and materials and coatings technology depends on surface properties. Many surface treatment techniques well known in the literature report good results, such as corona discharge, plasma treatments, grafting by chemical treatments and UV-VUV / ozone. Surfaces of two synthetic polymers (polystyrene and polysulphone) and one natural polymer (polyhidroxibutirato) were modified by ultraviolet-assisted modification in the presence of reactive Oxygen or vapors (acrylic acid or trimetoxi propil silane). Pristine hydrophobic surfaces were modified to hydrophilic or superhidrofilic. Some treatments led to a process of photo-polymerization with formation of a thin polyacrílic acid film formed on top of the original polymer. Characterization of the treated surfaces was carried out using sensitive surface analysis techniques (WCA, FTIR-ATR, XPS, NEXAFS, and SEM). The use of monochromatic synchrotron radiation for selective excitation was investigated by irradiation of polystyrene films under conditions of ultra high vacuum and subsequent Oxygen exposure to one atmosphere. The results showed efficient functionalization of COO and C = O groups (up to 70%) by grafting the functionalities mainly onto the aromatic rings. XPS and NEXAFS results showed that the grafting occurred on the most top monolayer of the polymers. Surface functionalization induced by electromagnetic radiation (UV or SR) in the presence of reactive gases or vapors showed excellent results. The main advantages are set-up simplicity, no need of toxic reagents and high chemical selectivity when synchrotron radiation is used as excitation source.