Estudos teóricos recentes afirmaram que cadeias longas de poliaceno exibem um estado fundamental ferromagnético e uma alternância de ligações simples-duplas considerável. O estudo de nanoestruturas com propriedades magnéticas tem se tornado relevante para campos como a eletrônica molecular ou a spintrônica. A principal desvantagem do poliaceno é sua instabilidade química, porque sua estrutura é altamente reativa. Os resultados experimentais indicam que atualmente só é possível fabricar oligômeros pequenos. Neste trabalho estudamos a estrutura eletrônica de fitas de poliaceno sob o efeito da substituição de átomos de enxofre nas bordas. Buscamos com isso investigar a estabilidade química da fita sem a perda do estado ferromagnético intrínseco da estrutura pura. Os cálculos foram baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) com o funcional híbrido B3LYP. Na primeira etapa observamos o efeito da concentração e posição do enxofre dentro da estrutura em função do gap de energia. Grandes concentrações de enxofre mostraram que a estrutura sofre distorções geométricas severas provocando mudanças significativas no gap. Para as diversas configurações da dopagem foram testados vários tamanhos da célula unitária, proporcionando mais graus de liberdade para a relaxação do sistema. Na maioria dos casos a diferença da energia por célula unitária entre os estados magnéticos e não magnéticos foi pequena (da ordem da energia térmica para temperatura ambiente). Isso indica que qualquer configuração com uma diferença de energia dessa ordem pode ser facilmente induzida através de perturbações externas para que fique no estado magnético. O enxofre então pode ser um dopante viável dentro destas estruturas de carbono conservando as propriedades intrínsecas junto com a estabilidade. / Recent theoretical studies reported that long polyacene chains exhibit a ferromagnetic ground state and a considerable alternation between single and double bonds. The study of nanostructures with magnetic properties has become relevant in fields such as molecular electronics and spintronics. The main disadvantage of polyacene is the chemical instability because it\'s structure is highly reactive. Experimental results indicate that only small oligomers, up to heptacene, are stable. We study the electronic structure of polyacene chains substitutionally doped by sulfur. The aim of the present study is to investigate the do\\-ping by sulfur at the chain edges and it\'s influence on magnetic states. The calculations were based on the Density Functional Theory (DFT) with the hybrid functional B3LYP. Firstly, we adopted a small oligomer to study the effects of the position and concentration of sulfur on the structure and on the energy gap. Large concentrations of sulfur provoke severe geometric distortions causing significant changes on the energy gap. Multiple configurations of doping were tested by adopting large unit cells, which provide more degrees of freedom to the relaxation of the system. In most cases the difference of energy per unit cell between the magnetic and non-magnetic states was small (of the order of the thermal energy). This indicates that these systems can easily be excited by external disturbances to reach a magnetic state. Therefore sulfur could be a viable dopant on these carbon structures since the chemical stability is increased while retaining some of the desired electronic and magnetic properties.

O processo de soldagem por atrito linear com mistura (SALM), ou Friction Stir Welding, surgiu do desejo de se aplicar os princípios e vantagens da soldagem em estado sólido do processo por atrito tradicional em outras geometrias que não fossem axi-simétricas. Assim, foi acrescentada uma velocidade de translação e uma ferramenta rotativa especial, sendo possível realizar cordões de solda em ligas antes com soldabilidade bem ruim. O fator chave para se ter uma solda por atrito linear com mistura sã é a combinação correta entre o a geometria da ferramenta, os parâmetros de soldagem e o fluxo de material durante a soldagem. O lado do avanço, em relação à velocidade de translação da ferramenta, está sob tração, enquanto que o lado do retrocesso está sob compressão. Cada um destes lados possui características diferenciadas, tanto microestruturais como de propriedades mecânicas. O objetivo deste trabalho é caracterizar o cordão de solda feito em liga AA6063T6 com 3 mm de espessura. O material foi soldado com uma ferramenta tipo Three flats, com rotação de 1120 rpm e velocidade de soldagem de 5,3 mm/s. Os corpos de prova foram caracterizados por microscopia óptica, microdureza e ensaio de tração. Os resultados mostraram que o cordão de solda é assimétrico, sendo 20% maior do lado do avanço da ferramenta. Além disto, houve um refino de grão e, na transição entre a zona termomecanicamente afetada (ZTMA) e a zona afetada pelo calor (ZAC), os grãos alongados apresentaram fator de forma maior no lado do avanço (entre 1,73 e 2,74) do que no lado do retrocesso (entre 1,40 e 1,59). As extensões da zona termomecanicamente afetada e da zona afetada pelo calor são maiores do lado do avanço que do lado do retrocesso. / Friction Stir Welding process arose from a desire to apply the principles and benefits of traditional solid state friction welding friction in non axi-symmetric geometries. Thus, it was added a traveling speed and a special rotating tool that allows welding aluminum alloys with bad weldability. The key factor to have a linear friction welding with sound bead is a combination of tool geometry, welding parameters and material flow during welding, which is under tension stress in the advancing side and in compression in the retrieving side. Thus, each side has different microstructures and mechanical properties. The objective of this work is to characterize the 3,0 mm weld bead of an alloy 6063 T6. This material was welded with a tool type \"Three flats\" with a rotation speed of 1120 rpm and welding traveling speed of 5.3 mm/s. The samples were characterized by optical microscopy, microhardness testing and tensile test. The results showed that the weld bead is asymmetric, with an area 20% higher in the advancing side. Moreover, a grain refining process occurred in the weld bead and, in the transition region between thermomechanically affected zone (TMAZ) and heat affected zone (HAZ) the elongated grains presented a shape factor higher in the advancing side (1,73 to 2,74) than in the retrieving side (1,40 to 1,59). Also, the thermomechanically affected zone and the heat affected zone presented a larger width in the advancing side than in the retrieving side.

A superfície (001) dos compostos III-V têm grande importância para as modernas tecnologias de crescimento de materiais, assim o estudo da formação dessa superfície, de suas propriedades e dos processos de adsorção de moléculas que ocorrem sobre ela é essencial para o desenvolvimento da ciência de materiais. Sabe-se que o InP, a exemplo de outros compostos III-V, apresenta uma variedade de padrões de reconstrução para superfície (001) que dependem das condições iniciais que prevalecem durante o seu crescimento. Neste trabalho estudamos os padrões da superfície InP(001) originados em ambientes com concentração máxima de átomos de índio e de fósforo e os processos envolvidos com a adsorção da molécula H2S sobre estas superfícies. Usamos cálculos de primeiros princípios dentro do formalismo da Teoria do Funcional da Densidade (DFT) associados à pseudopotenciais de norma conservada com aproximação generalizada do gradiente para o termo da energia de troca e correlação (DFT-GGA) e correlação não linear de caroço (NLCC). Fizemos a adsorção da molécula de H2S sobre os padrões mais estáveis da superfície InP(001), considerando os casos com a molécula dissociada e não dissociada. No padrão reconstrução 2x2 com dois dímeros, superfície originada em ambientes ricos em átomos de fósforo, fizemos o cálculo das barreiras de energia entre as configurações energeticamente mais favoráveis e encontramos um mecanismo de adsorção para a molécula de H2S dissociada Na superfície com padrão de reconstrução 2x4, crescida em ambientes ricos em átomos de índio, com formação de um dímero misto, verificamos que a molécula não dissociada adsorve sobre os sítios formados por átomos de fósforo e que adsorve sobre os sítios formados por átomos de índio. O átomo de enxofre da molécula dissociada adsorve sobre os sítios formados por átomos de fósforo e de índio e as moléculas de hidrogênio permanecem desorvidas, porém as estruturas são desfavoráveis energeticamente. / The (001) surface of the III-V compounds have great importance for modern technologies of materials growth thus the study of these surfaces formation, its properties and the absorption process of the molecules are essential for the development of materials science. It is well known that the InP, as well others III-V compounds, present a variety of reconstruction patterns for (001) surface that depend on the initial growth conditions. In this work we studied the patterns of InP(001) surface considering an environment with high concentration ln and P atoms and the interaction of the H2S molecule with these surfaces. Using first-principles calculations within the Density Functional Theory (DFT) formalism, norm-conserving pseudopotentials with the generalized gradient approximation for the exchange and correlation energies (GGA) and non-linear core-correction (NLCC). We have studied the H2S molecule adsorption on different reconstruction of the InP(001) surface, considering the cases in which the H2S molecule was dissociated and non-dissociated. In the 2x2 pattern with two dimmers, the energy barriers were calculated between the more energetically favorable configurations and a possible mechanism of adsorption of dissociated H2S molecule is proposed. The non-dissociated molecule does not bind over phosphorus sites but over indium sites, for all considered reconstructions. The sulfur atom of dissociated molecule adsorbs over phosphorus and indium sites and the hydrogen molecules stands not joint, however the structure are energetically unfavorable.

Orientador: Paulo Cezar Ceresini / Resumo: Rhizoctonia solani AG-1 IA é um patógeno habitante do solo que causa doenças em pastagens e plantas cultivadas, em vários estados brasileiros. Para penetrar e colonizar os tecidos do hospedeiro, o microrganismo utiliza enzimas que podem ser de interesse biotecnológico e industrial. O objetivo do presente trabalho foi produzir e caracterizar a α-amilase secretada por R. solani AG-1 IA utilizando produtos e resíduos agroindustriais como substratos para fermentação. Para todos os ensaios foi adotado o processo de cultivo em estado sólio (CES) à temperatura de 25 °C e umidade inicial de 60%. Inicialmente, nove isolados de R. solani provenientes de diferentes hospedeiros (arroz, braquiária e soja) foram comparados quanto à produção amilolítica. As maiores atividades enzimáticas foram proporcionadas pelos isolados TO_022 e MT_SO85, procedentes da cultura da soja. Na etapa seguinte, foi avaliado o efeito do substrato sobre a produção enzimática. Farelo de trigo (12,98 U mL-1; TO_022), farelo de soja (3,97 U mL-1; MT_SO85) e braquiária lavada (4,95 U mL-1; TO_022) induziram eficientemente a produção amilolítica. O perfil de produção enzimática no farelo de trigo, melhor substrato avaliado no cultivo, indicou o tempo de 216 h como o mais apropriado para a obtenção de α-amilases pelo isolado TO_022 (22,14 U mL-1), e 240 h para o isolado MT_SO85 (22,84 U mL-1). Para caracterização físico-química da enzima foi utilizado o extrato enzimático bruto do isolado TO_022. A α-amilase de R. sola... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Rhizoctonia solani AG-1 IA is a soil-borne pathogen that causes diseases in pastures and cultivated plants in several Brazilian states. To penetrate and colonize host tissues, the microorganism uses enzymes that may be of biotechnological and industrial interest. The aim of the present work was to produce and characterize the α-amylase secreted by R. solani AG-1 IA using agroindustrial products and residues as substrates for fermentation. For all the tests, the solid state cultivation process (SSC) at 25 °C and initial humidity of 60% was adopted. Initially, nine isolates of R. solani from different hosts (rice, Brachiaria grass and soybean) were compared for amylolytic production. The major enzymatic activities were provided by the isolates TO_022 and MT_SO85, from the soybean crop. In the next step, the effect of the substrate on the enzymatic production was evaluated. Wheat bran (12.98 U mL-1; TO_022), soybean meal (3.97 U mL-1, MT_SO85) and washed ruzigrass (4.95 U mL-1; TO_022) efficiently induced amylolytic production. The enzymatic production profile in wheat bran, the best substrate evaluated in the culture, indicated the time of 216 h as the most appropriate to obtain α-amylases by the TO_022 isolate (22.14 U mL-1), and 240 h for the isolated MT_SO85 (22.84 U mL-1). For the physicochemical characterization of the enzyme, the crude enzymatic extract of the TO_022 isolate was used. The α-amylase of R. solani TO_022 exhibited maximum activity at 55 °C and pH 5.5, and ma... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Neste trabalho foi desenvolvido um Espectrômetro de Correlação Angular Gama- Gama Perturbada Diferencial em Tempo (CAP) constituído por seis detectores cintiladores de BaF2, para realização de medidas de interações hiperfinas (campo hiperfino magnético e gradiente de campo elétrico) em diversos materiais e propiciar estudos na área da física da matéria condensada. O espectrômetro desenvolvido possui um sistema de aquisição não convencional em comparação aos demais equipamentos destinados a medidas de CAP. Ao invés do tradicional Analisador Multicanal (MCA), este espectrômetro utiliza um sistema de aquisição de dados constituído, basicamente, por um Conversor Analógico Digital (ADC) rápido, uma placa digital (I/O) convencional e um roteador construído no laboratório de Interações Hiperfinas (LIH) do IPEN. Este versátil e eficiente sistema, controlado por um software também criado no LIH em LabVIEW, permite a geração simultânea de 30 espectros de coincidências γ - γ atrasadas, número superior em comparação aos 12 espectros do antigo espectrômetro de quatro detectores. Além de medidas de linearidade, resolução em tempo e tempo morto, o funcionamento e o desempenho do espectrômetro foram comprovados através de medidas de CAP utilizando os núcleos de prova 111In -> 111Cd e 181Hf -> 181Ta, cujos resultados são bem conhecidos da literatura. Foram feitas medidas de interação quadrupolar do 181Ta em háfnio metálico e do 111Cd em cádmio metálico, e de campo hiperfino magnético do 111Cd e do 181Ta em níquel. Os resultados destas medidas se mostraram em concordância com a literatura. Adicionalmente foram realizadas medidas inéditas de interações hiperfinas magnéticas no composto intermetálico LaMnSi2 utilizando os núcleos de prova 111Cd e 140Ce. As medidas foram realizadas na faixa de temperatura de 10 K a 400K. No caso das medidas utilizando a sonda 111In -> 111Cd, os resultados mostram uma variação do campo magnético com a temperatura que segue a função de Brillouin. Já no caso das medidas com o núcleo de prova 140La -> 140Ce, o resultado apresentou um comportamento anômalo do campo hiperfino em função de temperatura. Os resultados evidenciam uma forte hibridização da banda 4f do Ce com a banda 3d do Mn, fato verificado e estudado em trabalhos anteriores com compostos semelhantes. / In this work a Perturbed gama-gama Angular Correlation (PAC) spectrometer was constructed consisting of six BaF2 scintillator detectors to perform measurements of hyperfine interactions (magnetic hyperfine field and electric field gradient) in different materials to study condensed matter physics. The spectrometer developed has an unconventional acquisition system compared to other equipment for PAC measurements. Instead of a traditional multichannel analyzer (MCA), the spectrometer utilizes a data acquisition system consisting of basically a fast analog to digital converter (ADC), a conventional digital card (I/O) and a router constructed in the hyperfine interactions laboratory (LIH) of IPEN. This versatile and efficient system, controlled by software, also developed in the LIH using LabVIEW, allows simultaneous generation of 30 delayed γ - γ coincidence spectra compared to 12 spectra in the old 4 detector spectrometer in our laboratory. In addition to the tests of system linearity, time resolution and dead time, the operational performance of this spectrometer was demonstrated by PAC measurements using 111In -> 111Cd and 181Hf -> 181Ta nuclear probes, for which the results are well known from the literature. The quadrupole interaction of 181Ta in metallic hafnium, and 111Cd in metallic cadmium, and magnetic hyperfine field of 111Cd in nickel, were measured and the results are in agreement with the literature. Additionally the measurements were carried out, with the new spectrometer, to study the hyperfine field in the intermetallic compound LaMnSi2 using 111Cd and 140Ce nuclear probes. The measurements were carried out in the temperature range from 10 K to 400 K. While the temperature dependence of hyperfine field measured with 111In -> 111Cd probe, follows the Brillouin function the behaviour of the hyperfine field measured with 140La -> 140Ce is anomalous. This behavior has been explained in terms of a strong hybridization of 4f band of Ce with the 3d band of Mn, a fact verified in previous studies with similar compounds.

Orientador: João Cláudio Thoméo / Banca: Maria Aparecida Mauro / Banca: Waldir Barros Fernandes Jr. / Resumo: Este trabalho avaliou cenários econômicos de produção de enzimas celulolíticas por fermentação em estado sólido em uma planta anexa à unidade sucroenergética convencional, a qual estaria inserida em um processo integrado de produção de etanol de segunda geração. O substrato para fermentação em estado sólido usado seria composto do bagaço de cana e o farelo de trigo, na proporção 7:3, com umidade de 75%. As enzimas seriam sintetizadas pelo fungo termófilo Myceliophtora thermophila I1D3, à temperatura de 45ºC em 96 horas. A avaliação técnico-econômica para produção das enzimas em escala industrial considera a disponibilidade de bagaço em diferentes cenários. A estimação dos principais indicadores econômicos do projeto (payback, Valor Presente Líquido - VPL, retorno sobre investimento - ROI e a taxa interna de retorno - TIR), indica que, para um valor médio de venda da enzima no mercado atual, o projeto apresenta viabilidade técnico-econômica em função da facilidade de integração e do tempo de retorno. Entretanto, indicadores como TIR e ROI apresentaram valores abaixo daqueles normalmente aceitos pelos investidores do setor sucroenergético. A análise de sensibilidade indicou forte influência da atividade enzimática sobre os indicadores econômicos, sendo este fator preponderante para a rentabilidade do projeto. Considerando o cenário aqui apresentado e a alternativa de aumentar a cogeração de energia elétrica com o excedente de bagaço, a produção de celulases por fermentação em estado sólido ainda se apresenta como a alternativa mais competitiva / Abstract: This study evaluated different scenarios of cellulases production throw the conception of an industrial plant integrated with sugarmill unit which is able to produce second generation ethanol. For that, it is considerate sugarcane bagasse and wheat bran as substrates on the 7:3 proportion, 75% moisture content, fungi thermophilic Myceliophtora I1D3, 45ºC and 96h of fermentation process. Technical and economic evaluation were performed according to different sugarcane bagasse availability. The main economic indicators of this project (payback, net present value-NPV, return on investment-ROI and rate return intern-IRR) were evaluated and the results indicated the feasibility of this biotechnological process. However, indicators such as IRR and ROI had values below those normally accepted by investors of the sugarcane industry. The sensibility analysis also indicated the enzymatic activity an important factor of rentability of this project. Considering the scenario presented here and the alternative of increasing electricity cogeneration bagasse surplus, the production of cellulases by solid state fermentation still presented as more competitive alternative / Mestre

Orientador: João Manoel Losada Moreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-graduação em Energia.

Orientadora: Sandra Andrea Cruz. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados.

Este trabalho apresenta um estudo das propriedades de resistência e de deformabilidade dos resíduos sólidos urbanos (RSU). Amostras de resíduo de diferentes idades, obtidas no aterro metropolitano centro (Salvador-BA), foram submetidas a ensaios de compressão triaxial e de compressão confinada em equipamentos de grandes dimensões. Os resultados dos ensaios triaxiais demonstraram que os RSU não apresentam pico ou valor máximo de resistência, mesmo para grandes deformações. Os parâmetros de resistência foram obtidos a partir de níveis específicos de deformação. Não foi possível observar a influência do processo de decomposição na resistência ao cisalhamento do RSU, porém observou-se um aumento de resistência com o acréscimo do peso específico. Dos ensaios em resíduos sem fibras (plásticos, têxteis, etc), verificou-se uma redução nos parâmetros de resistência em comparação com os do resíduo composto, indicando a grande influência do material fibroso no comportamento mecânico do RSU. Ensaios não drenados mostraram grande desenvolvimento de pressão neutra, que provocaram distorções nas envoltórias efetivas, fazendo com que os ângulos de atrito obtidos fossem maiores que aqueles obtidos nos ensaios drenados. Duas amostras de RSU novo foram submetidas a ensaios de compressão confinada. Uma das amostras foi submetida à recirculação de chorume para avaliação do efeito da decomposição nos recalques medidos. Os resíduos apresentaram uma rápida compressão primária e deformações secundárias que se desenvolveram durante todo o ensaio, sem tendência de estabilização. A recirculação de chorume não provocou acréscimos nas deformações secundárias, provavelmente devido ao pequeno volume de chorume utilizado e ao ambiente não favorável à decomposição. / This work deals with the shear strenght and compressibility properties of municipal solid waste (MSW). Four years old end new waste samples recovered from metropolitan center sanitary landfill (Salvador, Brazil) were submitted to triaxial and confined compression tests using large dimension specimens. Triaxial test results showed that a peak or an ultimate shear stress value was not reached even for the largest deformation attained in the tests and thus, shear strength parameters were derived to different strain levels. It was shown that the shear strength was not too much affected by waste decomposition process, but increased with the waste unit weight. The waste without plastic fibres tended to show reduced shear strength as compared to the whole waste, showing the large influence of this materials on MSW mechanical behavior. Undrained tests showed large pore pressures build up and tended to yield effetive shear strength parameters larger than that obtained in drained tests. Confined compression tests were performed using samples of fresh waste with and without leachate recirculation to investigate the influence of the waste degradation on MSW compressibility. It was observed that the waste showed a quick primary compression and secondary compression that extended throughout the test period without reaching equilibrium. The leachate recirculation did not increase secondary defomation probably by the low volume of leachate used during the test and due the ambient conditions not suitable to the degradation.

As estatinas são os agentes mais eficazes para a redução de colesterol no tratamento de doenças cardiovasculares, e algumas destas moléculas podem ser produzidas através de processos biológicos como o cultivo semi-sólido de fungos filamentosos. O objetivo deste estudo foi determinar a capacidade de produção de estatinas e compostos antimicrobianos por cinco cepas de fungos isolados de Cana de Açúcar. Para isso, extratos obtidos a partir dos cultivos foram analisados por métodos analíticos como CLAE e RMN para determinar a presença de estatinas; adicionalmente, os extratos foram testados contra diferentes modelos biológicos incluindo bactérias, leveduras, fungos filamentosos, células de ovário de hamster chinês, e parasitas. De acordo com os resultados obtidos, os cinco fungos avaliados não produzem estatinas, e em relação ao biomonitoramento dos extratos foi observado um efeito biológico sobre os parasitas e as células de mamífero, no entanto, é possível que o efeito obtido seja uma resposta dos compostos do substrato dos cultivos (Farelo de trigo). / Statins are the most effective cholesterol lowering agents for the treatment of cardiovascular disease, and some of these molecules can be produced through biological process such as the solid state fermentation. The aim of this study was determinate the capability of production of statins and antimicrobials compounds by five strains of fungi isolated from Brazilian sugar cane. For this purpose, extracts were obtained from the cultures and analyzed through analytical methods as HPLC and NMR in order to determinate the presence of statins; in addition, the extracts were tested against different biological models including bacteria, yeast, filamentous fungi, chinese hamster ovary cells, and parasites. According to the results obtained, the five fungal strains tested did not produce statins, and the extracts produced a biological effect against the parasites and mammalian cells, nevertheless it is possible that this effect observed was a response of the compounds from the culture substrate (wheat bran).