Made available in DSpace on 2015-03-26T13:37:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 01 - capa_abstract.pdf: 107744 bytes, checksum: 0807d1ecfd23bdfe8fe2f85acc20e131 (MD5) Previous issue date: 2008-02-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Rice (Oryza sativa L.) is known to accumulate high amount of silicon (Si) on its tissues with helps to decrease the intensity of many economically important diseases. Among these diseases, brown spot, caused by the fungus Bipolaris oryzae, is the most devasting because negatively affects yield and grain quality. This study aimed to evaluate the importance of the active Si uptake in rice on the control of brown spot. Some components of host resistance as well as physiological and biochemical variables were evaluated on plants from cultivar Oochikara and its respective mutant lsi1 (low silicon 1; deficient in the active Si uptake). Plants were grown in hydroponic culture amended with 0 or 2 mmol Si L-1 and inoculated or not with B. oryzae. The components of host resistance evaluated were: incubation period (IP), relative infection efficiency (RIE), final disease severity (FDS), area under brown spot progress curve (AUBSPC), final lesion size (FLS), rate of lesion expansion (r) and area under lesion expansion progress curve (AULEPC). Si content in rice tissues was also determined. The physiological and biochemical variables studied were: concentration of malonic aldehyde (MA), electrolyte leackage (EL), concentration of total soluble phenolics (TSP) and derivatives of lignin-thioglicolic acid (DLTGA) as well as the activity of chitinases (CHI), peroxidases (POX) and poliphenoloxidases (POL). Si content on tissues of plants from cultivar Oochikara and from mutant lsi1 supplied with this element increased, respectively, by 381 and 263%. Plants from cultivar Oochikara had 112% more Si than plants from mutant lsi1. The IP of brown spot on leaves of plants from cultivar Oochikara increased about 6 h in the presence of Si and the RIE, FS, AUBSPC, FLS, r and AULEPC were significantly reduced, respectively, in 65, 70, 75, 33, 36 and 35%. In the presence of Si, the IP increased 3 h on plants from mutant lsi1, but the RIE, FS, AUBSPC, FLS, r and AULEPC were only reduced, respectively, in 40, 46, 50, 12, 21 and 12%. The correlation between Si content on tissues and IP was significantly positive, but it was negatively correlated with RIE, FS, AUBSPC, FLS, r and AALEPC. Single degree of freedom contrasts were performed to verify if there was significative difference between plants from cultivar Oochika a and from mutant lsi1 supplied or not with Si. Plants from cultivar Oochikara and from mutant lsi1 supplied with Si were significantly different from plants not supplied with this element for all components of resistance evaluated. This indicates that the availability of Si to plants was detrimental for increase their resistance to brown spot. Comparisons between plants from cultivar Oochikara and from mutant lsi1 not supplied with Si showed that there was no difference for the components of resistance studied. However, the comparison between plants from cultivar Oochikara and from mutant lsi1 supplied with Si indicated that there was difference for the components of resistance evaluated. This clearly indicates that a less Si content in tissues of plants from mutant lsi dramatically affected its basal resistance to brown spot. Biochemical and physiological changes associated with an increase in rice resistance, mainly for plants from cultivar Oochikara supplied with Si, to brown spot occurred through a less concentration of MA and EL besides an increase in the concentration of TSP and on the activity of CHI and POX. The lower concentration of MA and EL suggests, even though indirectly, a less cellular damage caused by the fungus during the infection course. The participation of POL in rice resistance to brown spot, regardless of the presence of Si, was not evident. The concentration of DLATG was higher on plants from cultivar Oochikara and from mutant lsi1 not supplied with Si, probably due to the lower number of lesions formed on leaves of these plants. In general, plants from cultivar Oochikara and from mutant lsi1 supplied with Si showed a high assimilation of CO2 upon inoculation with B. oryzae. Interestingly, the assimilation of CO2 from non-inoculated plants from cultivar Oochikara and from mutant lsi1 supplied with Si was also great. The concentration of total chlorofil and carotenoids on non- inoculated plants from cultivar Oochikara and from mutant lsi1 was not affected by Si. However, when plants supplied with Si were inoculated, the concentration of total chlorofil and carotenoids was higher. Contrary to plants from cultivar Oochikara, Si had a less impact in affect some components of resistance and the physiological and biochemical variables on plants from the mutant lsi1. In conclusion, the results from this study underline the importance of the active Si uptake system in rice for an increased in resistance to brown spot as well as for a better physiological response of plants to this biotic type of stress. / Dentre as plantas até então estudadas, o arroz (Oryza sativa L.) é a com a maior capacidade de acumular silício (Si). Entre os benefícios atribuídos a esse elemento está o controle de doenças. Neste estudo, objetivou-se avaliar a importância da absorção ativa de Si pelas plantas de arroz no controle da mancha parda (Bipolaris oryzae). Para isso foram avaliados alguns componentes da resistência em plantas da cultivar Oochikara e no seu respectivo mutante lsi1 cultivadas em solução nutritiva contendo 0 ou 2 mmol Si L-1, bem como algumas variáveis bioquímicas e fisiológicas associadas com a resistência das plantas de arroz a Bipolaris oryzae. Os componentes de resistência avaliados foram: período de incubação (PI), eficiência relativa de infecção (ERI), severidade final (SF), área abaixo da curva de progresso da mancha parda (AACPMP), o comprimento final de lesão (CFL), taxa de expansão de lesão (r) e área abaixo de curva de progresso da expansão de lesão (AACPEL). As variáveis bioquímicas e fisiológicas estudadas foram: concentração de aldeído malônico (MDA), extravasamento de eletrólitos (EE), a atividade das quitinases (QUIs), peroxidases (POXs) e polifenoloxidases (PFOs), concentração de compostos fenólicos solúveis totais (CFST) e concentração de derivados lignina-ácido tioglicólico (DLATG). A concentração foliar de Si nas plantas da cultivar Oochikara e do mutante lsi1, ambas supridas com o elemento, foi de até 381 e 263% maior, respectivamente, em relação à das plantas não supridas. Nas plantas supridas com Si, o acúmulo pela cultivar Oochikara foi 112% superior em relação ao mutante lsi1. Nas folhas das plantas da cultivar Oochikara, supridas com Si, o PI da mancha parda aumentou em seis horas. Nessas plantas, ERI, SF, AACPMP, CFL, r e AACPEL foram reduzidas, respectivamente, em 65, 70, 75, 33, 36 e 35% em relação às folhas das plantas não supridas com Si. Nas folhas das plantas do mutante lsi1, supridas com Si, o PI aumentou três horas, a ERI, SF, AACPMP, CFL, r e AACPEL foram reduzidas, respectivamente, em 40, 46, 50, 12, 21 e 12% em relação às folhas das plantas não supridas com Si. Correlação positiva e significativa foi obtida da concentração foliar de Si com o PI da mancha parda. Em contraste, observou-se correlação negativa e significativa entre a concentração foliar de Si com a ERI, SF, AACPMP, CFL, r e AACPEL. Análises de contrastes foram realizadas para verificar a existência de diferença entre plantas da cultivar Oochikara e do mutante lsi1 supridas ou não com Si. Os resultados mostraram que plantas da cultivar Oochikara e do mutante lsi1 supridas com Si foram diferentes das plantas não supridas com Si para os componentes de resistência. Isso indica que a presença de Si foi crucial para uma maior resistência das plantas de arroz a mancha parda. Na comparação entre plantas da cultivar Oochikara e do mutante lsi1, ambos não supridos com Si, não ocorreu diferença significativa entre os componentes de resistência avaliados. Já entre plantas cultivar Oochikara e do mutante lsi1, ambos supridos Si, ocorreu diferença significativa, indicando que o menor acúmulo de Si pelo mutante lsi1 comprometeu a expressão da resistência de plantas de arroz a mancha parda. As alterações bioquímicas e fisiológicas relacionadas com a maior resistência das plantas de arroz, principalmente da cultivar Oochikara supridas com Si, foram uma proteção resultando em danos celulares, causados por B. oryzae, em menor extensão como indicado pela menor concentração de MDA e menor EE. Além de um aumento na produção de CFST e maior atividade das QUIs e POXs. Para a PFOs, não ficou evidente sua participação na defesa das plantas de arroz contra a mancha parda. A concentração de derivados da lignina-ácido tioglicólico foi superior nas plantas da cultivar Oochikara e do mutante lsi1 não supridas com Si, provavelmente devido ao maior número de lesões observadas nas folhas dessas plantas. Plantas supridas com Si e inoculadas ou não com B. oryzae apresentaram maior assimilação de CO2. A concentração de clorofila total e carotenóides, em plantas da cultivar Oochikara e do mutante lsi1 não inoculadas, não foi afetada pela presença de Si. No entanto, quando as plantas foram inoculadas com B. oryzae, uma maior concentração de clorofila total e carotenóides foi detectada em folhas das plantas supridas com Si. No mutante lsi1, mesmo na presença de Si, a redução em alguns componentes de resistência associada com a potencialização de mecanismos de defesa foi menos evidente. Ao contrário, em plantas da cultivar Oochikara, alterações de natureza fisiológica e bioquímica culminaram em um aumento na resistência das plantas à mancha parda. Em conclusão, os resultados do presente estudo evidenciam a importância do sistema ativo de absorção do Si pelo arroz para garantir uma maior resistência à mancha parda.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:37:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 844286 bytes, checksum: ae6964a2a73c7c6751ad88e3669f7d38 (MD5) Previous issue date: 2008-02-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The effect of the silicon (Si) was quantified on resistance components of the wheat to blast, as well as elucidates the possible physiological and biochemical alterations mediated by this element in response to the infection by the fungi Magnaporthe grisea. Two wheat plants of ‘Aliança’ and ‘BH1146’ cultivars were grown in plastic vase contend 0 and 1,25 g of wollastonite for ground kg that corresponded, respectively, to 0 and 0,30 g of Si/Kg of ground material. To balance calcium text between treatments, it was added 0,97 g of calcium carbonate (PRNT 100%, 40% Ca) to the vases that had not received wollastonite, standardizing the concentration of Ca in 0,37 g/vase. To 45 days after emergence, the plants were inoculated with suspension of 105 conidia/ml. In the first experiment were evaluated electrolyte leakage (EE) and the components of resistance: incubation period (PI), lesion size (TL), lesions number (NL) for cm2 of leaf area, area below the blast progress curve (AACPB) and the severity was estimated by QUANT software. Excepting PI, the Si affected negatively the evaluated resistance components. It had an increase of 14,5 h in PI and a reduction in TL, NL, AACPB and SR. In plants supplied with Si, the EE was reduced. In the second experiment, it was evaluated the photosynthetic tax (TF), the concentration of phenolic composites totals soluble (CFST) and of derivatives of the acid-tioglicolic lignin (LATG). The liquid tax of photosynthesis had increased in the plants supplied with Si, however only to 60 and 84 h after the inoculation, respectively, to cultivars them Aliança and BH 1146. The CFST concentration did not explain the resistance of the plants supplied with Si to blast. Contrarily, derivatives concentration of LATG was higher in plants of the two cultivars supplied with Si in elapsing of the infectious process, what it has contributed to increase the level of resistance of these cultivars to blast. The quitinases activity, mainly in plants supplied with Si, increased during the infection for M. grisea. Peroxidases had also increased in activity in plants supplied with Si, mainly of Aliança cultivar. Poliphenoloxidases had not an evident participation in the resistance of the wheat to blast, even in the presence of Si. The results of this study show for the first time the positive effect of Si in increase the resistance of wheat to blast for acting negatively in some components of resistance; beyond amplify defense mechanisms of biochemistry nature and improving the plant physiology with respect to a higher photosynthetic capacity. / Quantificou-se o efeito do silício (Si) sobre componentes de resistência do trigo à brusone, bem como elucidar as possíveis alterações fisiológicas e bioquímicas mediadas por esse elemento em resposta à infecção pelo fungo Magnaporthe grisea. Para tanto, duas plantas de trigo das cultivares Aliança e BH1146 foram crescidas em vaso plástico contendo 0 e 1,25 g de volastonita por Kg de solo, o que correspondeu, respectivamente, a 0 e 0,30 g de Si/Kg de material de solo. Para equilibrar o teor de cálcio entre os tratamentos, adicionou-se 0,97 g de carbonato de cálcio (PRNT 100%, 40% Ca) aos vasos que não receberam volastonita, padronizando a concentração de Ca em 0,37 g/vaso. Aos 45 dias após a emergência, as plantas foram inoculadas com suspensão a 105 conídios/ml. No primeiro experimento foram avaliados o extravasamento de eletrólitos (EE) e os componentes de resistência: período de incubação (PI), tamanho de lesão (TL), número de lesões (NL) por cm2 de área foliar, área abaixo da curva do progresso da brusone (AACPB) e severidade estimada pelo QUANT. À exceção do PI, o Si afetou negativamente os componentes de resistência avaliados. Houve aumento de 14,5 h no PI e uma redução no TL, NL, AACPB e SR. Em plantas supridas com Si, o EE de eletrólitos foi reduzido. No segundo experimento, foram avaliados a taxa fotossintética (TF), a concentração de compostos fenólicos solúveis totais (CFST) e de derivados da lignina ácidotioglicólico (LATG). Houve aumento na taxa líquida da fotossíntese nas plantas supridas com Si, porém somente às 60 e 84 h após a inoculação, respectivamente, para as cultivares Aliança e BH 1146. A concentração de CFST não explicou a resistência das plantas supridas com Si à brusone. Contrariamente, a concentração de derivados da LATG foi maior em plantas das duas cultivares supridas com Si no decorrer do processo infeccioso, o que contribuiu para aumentar o nível de resistência dessas cultivares à brusone. A atividade de quitinases, principalmente em plantas supridas com Si, aumentou durante a infecção por M. grisea. Peroxidases também tiveram aumento em atividade em plantas supridas com Si, principalmente da cultivar Aliança. Polifenoloxidases não tiveram uma participação evidente na resistência do trigo à brusone, mesmo na presença de Si. Os resultados desse estudo mostram pela primeira vez o efeito positivo do Si em aumentar a resistência do trigo à brusone por atuar negativamente em alguns componentes de resistência, além de potencializar mecanismos de defesa de natureza bioquímica e melhorar a fisiologia da planta no que se refere a uma maior capacidade fotossintética.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:37:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 564659 bytes, checksum: 31244befb1d4ed5d4db341b47bfe84a9 (MD5) Previous issue date: 2009-07-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This study aimed to determine the effect of silicon (Si) to reduce the symptoms of Panamá disease, caused by Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Foc), on banana, besides the potentialization of some biochemical mechanisms of defense. Plants from cultivars Grande Naine (resistant) and Maçã (susceptible), were grown on plastic pots amended with 0 (-Si) and 0.39 g Si (+Si) per kg of soil and inoculated with Foc at 60 days after transplanting. Panamá disease progress (indirect and direct evaluations) and some biochemical determinations were performed. There was no difference between cultivars for Si concentration on the root system and on the rhizome-pseudostem, but Si concentration was higher on plants supplied with Si than on plants non-supplied with this element. Plants from cultivar Maçã showed the highest Si concentration on the pseudostem as compared to plants from cultivar Grande Naine . Calcium concentration on the root system and on the rhizomepseudostem was similar between plants from the two cultivars. The values for the variables area under reflex symptoms progress curve on leaves, area under symptoms progress on root system progress curve, and area under dark pseudostem progress curve were reduced in the presence of Si. Plants supplied with Si from both cultivars also showed reduced values for area under asymptomatic fungic colonization progress curve, area under relative lesion length progress curve, and area under Panamá disease progress curve. The concentration of pigments on leaves from the two cultivars supplied with Si was greater as compared to plants non supplied with this element. The concentration of malonic aldehyde and hydrogen peroxide was not different between the two cultivars supplied or not with Si. The concentration of total soluble phenolics and lignin-thioglycolic acid derivatives was greater on root system of plants from the two cultivars supplied with Si. The activities of the enzymes phenylalanine ammonia lyase, peroxidase, polyphenoloxidase, glucanase, and chitinase on the root system of the two cultivars were not potentiated by Si. The results of this study show an effect of Si to potentiate defense responses of banana to Foc, especially for the susceptible cultivar through the reduction of disease symptoms in association with a greater lignification and production of phenolics on the root system. / O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito do silício (Si) em reduzir os sintomas do mal do Panamá, causado por Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Foc), em bananeira, além da potencialização de mecanismos bioquímicos de defesa. Plantas das cultivares Grande Naine (resistente) e Maçã (suscetível), foram crescidas em solo contendo 0 (-Si) e 0,39 g Si (+Si)/kg de solo e foram inoculadas com Foc aos 60 dias após o transplantio. A avaliação do progresso do mal do Panamá (avaliado de forma indireta e direta) e as determinações bioquímicas foram realizadas posteriormente. Não houve diferença na concentração de Si no sistema radicular e no rizomapseudocaule entre as duas cultivares de bananeira, mas a concentração desse elemento foi maior em plantas supridas com Si quando comparadas com as não supridas. Plantas da cultivar Maçã apresentaram maior concentração de Si no rizoma-pseudocaule quando comparadas com plantas da cultivar Grande Naine. A concentração de cálcio no sistema radicular e no rizoma-pseudocaule foi similar entre as plantas das duas cultivares. As variáveis área abaixo da curva do progresso dos sintomas reflexos nas folhas, área abaixo da curva do progresso dos sintomas no sistema radicular e a área abaixo da curva do progresso do escurecimento do rizoma foram reduzidas somente nas plantas supridas com Si. O fornecimento de Si às plantas das duas cultivares também reduziu as variáveis área abaixo da curva do progresso da colonização fúngica assintomática, área abaixo da curva do progresso do comprimento relativo de lesão e a área abaixo da curva do progresso do mal do Panamá. A concentração de pigmentos nas folhas das plantas das duas cultivares supridas com Si foi maior em comparação com as plantas não supridas. A concentração de aldeído malônico e peróxido de hidrogênio não diferiu entre as duas cultivares supridas ou não com Si. A concentração de CFST e dos DLATG foi maior no sistema radicular das plantas das duas cultivares supridas com Si. Não houve efeito pronunciado do Si em potencializar a atividade das enzimas FAL, PER, PFO, GLU e QUI no sistema radicular das plantas das duas cultivares. Os resultados deste trabalho sugerem um efeito do Si em potencializar respostas de defesa da bananeira à Foc, principalmente para a cultivar suscetível, através da redução dos sintomas da doença associada com uma maior lignificação e produção de compotos fenólicos no sistema radicular.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Evandro Bittencourt - Resumo.pdf: 66194 bytes, checksum: 5fcb96b474c22c7b95869e391ce30e24 (MD5) Previous issue date: 1997-02-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Um estudo bibliográfico preliminar permitiu estabelecer um estado de conhecimento sobre as técnicas de elaboração e de reforçamento de materiais cerâmicos. Foram elaborados via técnicas barbotina um cerâmico de alumina, compósito alumina/SiCm e nanocompósito alumina/SiCn, com 5% EM VOLUME DE SiC. Os pós-obtidos da mistura mecânica foram pré compactados dentro de uma matriz em grafite à 40MPa, após a matriz foi colocada dentro de um forno de prensagem à quente para realização de sinterização a uma temperatura T2 = 1550 oC para alumina e a 1600 oC para o compósito e nanocompósito Al2O3/SiC. A incorporação de 5% em volume do pó de SiC nanométrico (d=20 30mm), conduziu a uma estabilização térmica da alumina, isto é, permitiu uma limitação do crescimento dos grãos de alumina alfa da matriz. Tendo sido levado em conta as observações, para os cerâmicos nanocompósitos Al2O3/SiC a prensagem à quente foi realizada a uma temperatura T2 = 1600 oC. As características mecânicas obtidas mostram que os valores do nanocompósito e compósito se apresentam superiores aos valores da alumina, embora, esta superioridade provavelmente foi devida a uma melhora na densificação, devido as diferenças na realização da sinterização do compósito e nanocompósito. Estes resultados foram explicados pelo estudo, através da técnica de microscopia eletrônica de varredura. As propriedades baixas obtidas, resultam em particular da má dispersão das partículas nanométricas de SiC na matriz e da contaminação dos pós ocorrida durante a preparação, resultado da fragmentação das esferas utilizadas no moinho de bolas.

O carbono tipo diamante (DLC) é um material de revestimento que tem atraído grande interesse devido às propriedades de alta resistência ao desgaste e baixo coeficiente de atrito. Intercamadas contendo silício são amplamente utilizadas para melhorar a adesão do DLC em ligas ferrosas, embora o fenômeno que gera a adesão ainda não seja bem entendido. Neste contexto, o objetivo desse estudo é compreender claramente os fenômenos físico-químicos e as ligações químicas que são responsáveis pela adesão de filmes de DLC sobre aços, utilizando intercamadas contendo silício produzidas em diferentes condições de processamento. Os filmes foram depositados sobre o aço AISI 4140 por deposição química a vapor assistida por plasma pulsado de corrente contínua utilizando confinamento eletrostático. As intercamadas foram produzidas a partir de tetrametilsilano em diferentes tempos e temperaturas de deposição, e o filme de DLC foi subsequentemente depositado sobre as intercamadas a partir de acetileno, utilizando-se as mesmas condições experimentais para todas as amostras. A estrutura físico-química dos filmes produzidos foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de Raios X por dispersão em energia, espectroscopia de emissão óptica por descarga luminescente e espectroscopia Raman. As ligações químicas nas interfaces do sistema aço/intercamada/DLC foram avaliadas por espectroscopia de fotoelétrons excitados por Raios X. Por fim, a carga crítica para delaminação dos filmes foi medida por testes de nanoesclerometria linear. Os resultados mostraram que a espessura e a estrutura química das intercamadas são dependentes do tempo e da temperatura de deposição, mas a temperatura foi estabelecida como o parâmetro chave de controle da cinética de reação e de crescimento da intercamada. A intercamada é estruturada como um carbeto de silício amorfo hidrogenado com formação preferencial de ligações Si–C em temperaturas de deposição a partir de 300°C. Para as amostras com intercamada depositada a partir dessa temperatura de transição, a adesão dos filmes de DLC é alcançada, sem delaminação espontânea. A melhora na adesão está associada com as ligações químicas formadas nas interfaces. Enquanto as ligações C–C e Si–C são formadas na interface intercamada/DLC, ligações Si–Fe são formadas na interface aço/intercamada. A presença de hidrogênio e oxigênio residual na estrutura da intercamada prejudica a adesão dos filmes de DLC. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-08-24T15:55:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Felipe Cemin.pdf: 4353174 bytes, checksum: 9667e1c8437438cfcf3fc9f8860b0fa6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-08-24T15:55:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Felipe Cemin.pdf: 4353174 bytes, checksum: 9667e1c8437438cfcf3fc9f8860b0fa6 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico. / Diamond-like carbon (DLC) is a thin film material that has attracted much attention due to its properties as high wear resistance and super-low friction coefficient. Although silicon-based intermediate layers are employed to enhance the adherence of DLC films on ferrous alloys, the role of such buffer layers is not yet understood in chemical terms. In this context, the aim of this study is to clearly understand the physical-chemical phenomena and chemical bonding guaranteeing the DLC adhesion on ferrous alloys using Si-based interlayers deposited by different process conditions. The films were deposited on AISI 4140 steel by pulsed direct current plasma enhanced chemical vapor deposition assisted by electrostatic confinement. The interlayers were grown from tetramethylsilane at different deposition temperatures and times and the DLC thin film was grown from acetylene with the same experimental conditions for all samples. The physical-chemical structure of the bi-layers produced was evaluated by scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, glow discharge optical emission spectroscopy and Raman spectroscopy. The local chemical bonds at the interfaces of the steel/interlayer/DLC structure were evaluated by X-ray photoelectron spectroscopy. Finally, the critical loads for thin films delamination were measured by nanoscratch testing. The results show that the interlayer thickness and structure are dependent on both deposition time and temperature, but the temperature was established as being the key parameter controlling the reaction kinetic and the interlayer growth. The interlayer is structured as a hydrogenated amorphous silicon carbide alloy with enhanced formation of Si–C bonds at deposition temperatures ≥ 300°C. At such transition temperature of interlayer deposition, adhesion of DLC is reached, with no spontaneous delamination. The improved adhesion is associated with the nature of chemical bonds formed in the interfaces. Whereas C–C and C–Si bonds are formed on the interlayer/DLC interface, the steel/interlayer interface is constituted by Si–Fe bonds. The presence of hydrogen and residual oxygen in the interlayer structure degrades the adhesion of DLC thin films.

Filmes de diamond like carbon (DLC) apresentam uma combinação única de propriedades, como alta resistência ao desgaste e ultra-baixo coeficiente de atrito. Porém, sua aplicação de forma mais difundida para melhorar a eficiência energética na indústria automobilística ainda é negligenciada devido à baixa adesão desse material em aço e também porque o mercado ainda não aceita o patamar atual de preço das tecnologias para solucionar esse problema. Adesão satisfatória do DLC em aço pode ser alcançada por meio de intercamadas nanométricas contendo silício, que são particularmente benéficas para a diminuição do alto stress compressivo que contribui para a delaminação do filme no substrato. A intercamada viabiliza a adesão do DLC em aço devido à formação de duas interfaces com ligações químicas diferentes e complementares. Intercamadas de Si foram depositadas em diferentes temperaturas, de 50 °C a 500 °C a partir de uma mistura hexametildisiloxano (HMDSO)/Ar e o filme de DLC foi depositado a 80 °C a partir de C2H2 por uma técnica DC-PECVD de baixo custo assistida por confinamento eletrostático. As análises da microestrutura e o mapeamento químico foram realizados por MEV e EDS, respectivemante. O perfil químico em função da profundidade realizado por GD-OES. Dureza e cargas críticas foram determinadas por ensaios de nanoindentação e nanoscratch. Resultados mostram melhor adesão à medida que se aumenta a temperatura de deposição da intercamada de SiCx:H. Com o aumento da temperatura ocorre a remoção de H e O, tornando a intercamada cada vez mais inomogênea, com C concentrado na interface externa, a-C:H/SiCx:H e Si na interface interna, SiCx:H/Aço. Essa reestruturação permite a formação de maior quantidade de ligações C-C, mais fortes do que Si-C, na interface externa, a-C:H/SiCx:H. No interior da intercamada, a remoção de H e O permite que ocorra difusão de C para dentro da intercamada durante a deposição do filme de a-C:H. Consequentemente se formam mais ligações Si-C, o que reduz o stress compressivo da intercamada, beneficiando a adesão. Finalmente, um modelo atomístico é proposto para explicar os mecanismos de ligação e descolamento do DLC. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-08-09T18:04:20Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Eigor Renato Petry.pdf: 6013116 bytes, checksum: 42c28a22f9a9b6c47e9593893f0e5ca1 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-09T18:04:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Eigor Renato Petry.pdf: 6013116 bytes, checksum: 42c28a22f9a9b6c47e9593893f0e5ca1 (MD5) Previous issue date: 2016-08-09 / Instituto Nacional de Engenharia de Superfícies / Diamond-like carbon thin films (DLC) show a unique combination of properties such as high wear resistance and ultra-low friction. However, a widespread use regarding energy efficiency issues in the automobile industry is neglected due to the poor adhesion of DLC on steel and/or expensive technologies. DLC adhesion on steel can be achieved by nanometric bonding interlayers containing silicon, which are particularly beneficial to mitigate the high compressive stress and the thin film mismatching, promoting stronger chemical bonds between the interfaces. The Si interlayers were deposited at different temperatures from 50 °C to 500 °C from a hexamethyldisiloxane (HMDSO)/Ar mixture and the DLC was deposited at 80 °C by a low-cost pulsed DC-PECVD technique assisted by electrostatic confinement. The microstructure and chemical mapping was analyzed by SEM and EDS. The chemical depth profiling was performed by GD-OES. Hardness and critical loads were analyzed by nanoindentation and nanoscratch tests. Results show better adhesion as substrate temperature is raised during the SiCx:H interlayer deposition process. As the deposition temperature is raised, H and O are removed from the structure, making the interlayer more inhomogeneous, with C concentrated on the outermost interface, a- C:H/SiCx:H and Si on the innermost interface, SiCx:H/Steel. This restructuring allows the formation of a higher quantity of C-C bonds at the outermost interface, which are stronger than Si-C bonds. Also, the removal of H and O allows C atoms to diffuse into the interlayer during the a-C:H coating deposition process. Consequently, more Si-C bond are formed on the bulk of the interlayer, reducing compressive stress and, thus, improving the adhesion of the a-C:H film. Finally, an atomistic model is proposed in order to explain the DLC bonding and debonding mechanisms.

Estudos de filmes de carbono tipo diamante (Diamond like-carbon – DLC), com elevado apelo acadêmico, são desenvolvidos a mais de quatro décadas. Entretanto, nos dias de hoje, o interesse industrial em suas propriedades, como alta resistência ao desgaste e ultra baixo coeficiente de atrito, impulsionou o desenvolvimento de diferentes aplicações em larga escala para diversas áreas. No entanto, essas aplicações são restritas pela baixa adesão deste material sobre ligas de aço. Uma alternativa para a solução deste problema é a deposição de uma camada intermédia contendo silício. Porém, existem poucos trabalhos metódicos da dependência de parâmetros-chave como a temperatura e tempo de processo no uso de precursores líquidos contendo silício tais como tetrametilsilano (TMS), hexametildissiloxano (HMDSO) e tetraetilortossilicato (TEOS). Neste trabalho, foram depositados diferentes intercamadas usando estes três diferentes precursores sobre substrato de aço AISI 4140, a fim de melhorar a adesão do filme DLC. Os tratamentos foram realizados em um equipamento tipo PECVD com confinamento electrostático e fonte bipolar DC pulsada. As amostras foram caracterizadas por meio de FEG-SEM, EDS, GD-OES, RAMAN e testes nanoscratch. As análises de FEG-SEM revelaram uma dependência na espessura da intercamada com a temperatura de deposição, semelhante em todas as amostras estudadas. As análises de EDS e GD-OES identificaram e quantificaram a variação de intensidades dos elementos que evidenciam a estrutura DLC/intercamada/substrato. As análises de GD-OES permitiram identificar a variação da concentração dos elementos presentes na intercamada para cada precursor utilizado. Corroborando com esses resultados, os testes de nanoesclerometria linear evidenciaram a delaminação do DLC em diferentes cargas, indicando a influência da concentração de elementos sobre a adesão do filme. A carga crítica de delaminação para filmes DLC depositados sobre intercamadas depositadas por HMDSO a 300 °C é superior a 500 mN (limite do equipamento). Finalmente, a carga crítica para o TMS a 300 °C é 313,8 mN e para TEOS a 300 °C é 306 mN, onde a concentração dos elementos oxigênio e silício presentes na intercamada prejudicaram a adesão do filme de DLC. A intercamada depositada pelo precursor HMDSO aponta para a maior quantidade de C, consequentemente o maior número de ligações C–C promove uma melhor adesão do filme de DLC à temperatura de 300 oC. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2017-03-06T17:12:00Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Carla Daniela Boeira.pdf: 1949458 bytes, checksum: d142b48ae2df8185c3733b95fbf49c34 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-06T17:12:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Carla Daniela Boeira.pdf: 1949458 bytes, checksum: d142b48ae2df8185c3733b95fbf49c34 (MD5) Previous issue date: 2017-03-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES. / Diamond-like carbon (DLC) films research has a high academic appeal, is being developed for more than four decades. Nowadays, the industrial needs in their properties, such as high wear resistance and superlow friction coefficient, boosted the development of different applications in large scales and many fields [1]. However such applications are restricted by the low adhesion of this material on steel. An alternative for solving this problem is the deposition of a silicon-containing interlayer [2]. However, there are few methodical studies of dependence on key parameters such as temperature and process use of silicon-containing liquid precursors such as tetramethylsilane (TMS), hexamethyldisiloxane (HMDSO) and tetraethoxysilane (TEOS). In this work, different interlayer were deposited by using these three precursors on AISI 4140 steel substrates in order improve the DLC film adhesion. The treatments were done in bipolar pulsed-DC PECVD equipment with electrostatic confinement. The samples were characterizes in details by means of FEG-SEM, EDS, GD-OES and nanoscratch tests. On the one hand, FEG-SEM images revealed an interlayers thickness dependence on deposition temperature, which is quite similar in the all samples. On the other hand, EDS and GDOES analysis identified and quantified intensities variation of iron, silicon, hydrogen, oxygen and carbon intensities that are elements responsible for the structure DLC/interlayer/substrate. The GD-OES analyzes allowed to identify the variation of concentration the elements present in the interlayer for each precursor used. Corroborating these results, linear nanoscratch tests showed delamination to DLC in different loads, indicating the influence of concentration to elements on the adhesion of the film. The critical delamination load for DLC films deposited on interlayers deposited by HMDSO at 300 °C is greater than 500 mN (equipment limit). Finally, the critical load for TMS at 300 °C is 313.8 mN and for TEOS at 300°C is 306 mN, where the concentration of the oxygen and silicon elements present in the interlayer impaired adhesion of the DLC film. The interlayer deposited by the precursor HMDSO points to the greater amount of C, consequently the greater number of C–C bonds promotes better adhesion of the DLC film to a temperature of 300 °C.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-05-09T21:25:32Z No. of bitstreams: 1 EWERTON GONÇALVES DE ABRANTES - DISSERTAÇÃO PPGHT 2014..pdf: 742061 bytes, checksum: fb0ea15cd43e74db00440e44ab2d3d33 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-09T21:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EWERTON GONÇALVES DE ABRANTES - DISSERTAÇÃO PPGHT 2014..pdf: 742061 bytes, checksum: fb0ea15cd43e74db00440e44ab2d3d33 (MD5) Previous issue date: 2014-02-26 / Capes / A berinjela (Solanum melongena L.) é uma hortaliça de fruto pertencente à família solanácea considerada exigente em nitrogênio para uma produção adequada. Dessa forma, o fornecimento de silício (Si) pode aumentar a eficiência da adubação nitrogenada e reduzir as doses a serem aplicadas. O trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da adubação com N e Si e da interação N x Si sobre o crescimento, aspectos fisiológicos, nutrição nitrogenada e silicatada, visando ao aumento da eficiência da adubação nitrogenada, o aumento da produtividade e da qualidade dos frutos da berinjela. Dois experimentos, em delineamento inteiramente casualizado, foram conduzidos no Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar (CCTA/UFCG), Campus de Pombal-PB, com plantas de berinjela, cultivar “Embú”. No primeiro, os tratamentos foram constituídos por um arranjo fatorial 5 x 4, compreendendo 5 doses de N (25; 125; 250; 350 e 500 mg dm-3) e 4 doses de Si (0; 75; 150 e 200 mg dm-3) aplicados via radicular com quatro repetições. No segundo, os tratamentos foram constituídos por um arranjo fatorial 5 x 2, sendo 5 doses N (25; 125; 250; 350 e 500 mg dm-3) e 2 doses de Si (sem silício e aplicação foliar de uma solução 10 mmol L-1 de Si) e seis repetições. Na fase de pré-florescimento foram avaliados o crescimento (produção de matéria seca das folhas, caule e de raízes e o índice de área foliar); as trocas gasosas, quais sejam taxa fotossintética, condutância estomática, taxa de transpiração e concentração intercelular de CO2; os teores e acúmulos das frações de nitrogênio (NO3-, NH4+, total e orgânico), a estimativa da eficiência de utilização do N (EUN) e o teor de Si nas folhas. No segundo experimento, além das variáveis citadas, foram avaliados também o número de frutos por planta, produção por planta, o peso médio dos frutos, o diâmetro longitudinal e transversal, a firmeza, °Brix, o pH da polpa, o teor de vitamina C e a acidez titulável. A adubação nitrogenada proporcionou aumentos na produção de matéria seca, nas trocas gasosas, nos teores das frações de N assim como seus respectivos acúmulos, elevou os atributos de qualidade dos frutos, porém diminuiu o teor de Si nas folhas e a eficiência de utilização de N (EUN). A adubação silicatada aplicada via radicular elevou o teor e acúmulo de N-NH4+ nas folhas, o acúmulo de N-NH4+ nas raízes, e o teor de Si nas folhas, o teor e o acúmulo de N-NO3- nas raízes, e diminuiu o teor e o acúmulo de N-NO3- nas folhas, sem influenciar no crescimento e nas trocas gasosas. A adubação silicatada aplicada via foliar influenciou negativamente nas taxas de transpiração e fotossintética; diminuiu os teores de N-NH4+ nas folhas, N-NO3-, Norgânico e N-total no caule, e aumentou o teor de N-NO3- nas raízes; influenciou positivamente na EUN; proporcionou aumentos no tamanho dos frutos, no °Brix, e diminuiu a acidez titulável dos frutos. Concluiu-se que a berinjela respondeu positivamente a adubação nitrogenada, proporcionando aumentos no crescimento, nas trocas gasosas, nos teores das frações de N, porém com efeito negativo na EUN e no teor foliar de Si. O silício exerceu influência nos teores foliares das frações de N e nitrato nas raízes, e na qualidade dos frutos. / The eggplant (Solanum melongena L.) is a vegetable fruit that belongs to the solanaceous family,considered demanding in nitrogen for adequate production. So, the supply of silicon (Si) may increase the efficiency of nitrogen fertilization and reduces the doses to be applied. The study aimed to evaluate the fertilization effect with N and Si, and Si x N interaction on growth, physiological aspect, silicon and nitrogen nutrition, aiming at increasing the nitrogen efficiency fertilizer, and also increasing of productivity and eggplant fruit quality. Two experiments in completely randomized design were conducted at the Centro de Ciências e Tecnologia Agroalimentar (CCTA/UFCG), Campus Pombal - PB, with eggplants cultivate "Embu". In the first experiment, treatments consisting of a 5 x 4 factorial arrangement, comprising 5 N rates (25, 125, 250, 350 and 500 mg dm-3) and 4 Si rates (0, 75, 150 and 200 mg dm-3) applied via root with four replications. In the second experiment, treatments consisting of a 5 x 2 factorial arrangement, with 5 N rates (25, 125, 250, 350 and 500 mg dm-3) and 2 Si rates (silicon and without foliar application of a 10 mmol L-1 Si) and six replications. During pre-flowering, were evaluated growth (dry matter production of leaves, stems and roots, and leaf area index); gas exchanges, which are photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration rate and intercellular CO2 concentration; the contents and accumulation of fractional nitrogen (NO3-, NH4+, and total and organic), the estimated N use efficiency (NUE) and Si content in the leaves. In the second experiment, in addition to the aforementioned variables were also evaluated the number of fruits per plant, yield per plant, average fruit weight, the longitudinal and transverse diameter, firmness, °Brix, the pH of the pulp, the vitamin content C and titratable acidity. Nitrogen fertilization increased the yield in dry matter production, gas exchange, the levels of N fractions as well as their accumulation, increased the quality attributes of the fruit, but decreased the Si content in leaves and N utilization efficiency (EUN). Silicon fertilization applied via roots elevated the content and accumulation of N-NH4+ in the leaves , the accumulation of N-NH4+ in the roots , and the Si content in the leaves , the concentration and accumulation of N-NO3- in roots and decreased and N-NO3- accumulation in leaves without influence on growth and gas exchange. Silicon fertilization foliar applied negatively influenced the rates of transpiration and photosynthesis; decreased levels of N-NH4+ in leaves , N-NO3-, N-organic and N-total in the stem, and increased the content of N-NO3- in roots; positively influenced the NUE; yielded increases in fruit size, in °Brix, and decreased acidity of the fruits. It was concluded that eggplant responded positively to nitrogen fertilization, providing increases in growth, gas exchange, the levels of N fractions, but with a negative effect on NUE and leaf content in Si. Silicon exerted influence on foliar concentrations of fractions N and nitrate in roots, and fruit quality.

Orientador: Dirceu Maximino Fernandes / Banca: Roberto Lyra Villas Boas / Banca: Rosemary Marques de A. Bertani / Banca: Orivaldo Arf / Banca: Adalton Mazetti Fernandes / Resumo: A toxicidade ao alumínio (Al3+) é um dos principais limitantes da produtividade em solos ácidos e o silício (Si) é uma forma interessante de se minimizar a toxidez por Al3+ em plantas, porém, ainda não se conhece de forma clara o mecanismo envolvido na interação Si e Al3+. Assim, os objetivos que fundamentaram esse trabalho foram: avaliar a capacidade de fontes e doses de Al3+ em causar toxidez em plantas de arroz de terras altas cultivadas em solução nutritiva; avaliar a suscetibilidade ao Al3+ de cultivares de arroz de terras altas utilizados atualmente por agricultores brasileiros; avaliar a suscetibilidade ao Al3+ de linhagens de mamona do programa de melhoramento genético da FCA - UNESP; avaliar a interação Si e Al3+ em plantas de arroz de terras altas (cultura acumuladora de Si) e mamona (cultura não acumuladora de Si). Foram instalados cinco experimentos em casa de vegetação, conduzidos em solução nutritiva. Todos utilizaram delineamento em blocos casualizados e quatro repetições. Experimento 1 - disposto em modelo fatorial 2x5, os tratamentos foram duas fontes de Al3+ (sulfato de alumínio e potássio e cloreto de alumínio) e cinco doses de Al3+ (0; 370; 740; 1100 e 1480 μmol L-1) avaliadas em plantas de arroz de terras altas. Experimento 2 - disposto em modelo fatorial 2x9, os tratamentos foram com e sem Al3+ e nove cultivares de arroz de terras altas. Experimento 3 - disposto em modelo fatorial 2x9, os tratamentos foram com e sem Al3+ e nove linhagens de mamona. Experimento 4 - disposto em modelo fatorial 2x4, os tratamentos foram dois cultivares de arroz de terras altas (ANa 7007 - tolerante e Maravilha - suscetível ao Al3+) e quatro combinações de Si e Al3+ (1 - sem Si e sem Al3+; 2 - com Si e sem Al3+; 3 - sem Si e com Al3+; 4 - com Si e com Al3+). Experimento 5 - disposto em modelo fatorial 2x4, os tratamentos foram duas linhagens de mamona ... / Abstract: The aluminum toxicity is a major limiting productivity in acid soils and Si is an interesting way to minimize the Al3+ toxicity in plants, however, the mechanism of this interaction between Si and Al3+ is not well understood. The objectives underlying this work were: evaluate the efficiency of aluminum sources and doses in causing toxicity in upland rice plants grown in nutrient solution; describe the susceptibility to Al3+ by upland rice cultivars currently used by Brazilians farmers; describe the susceptibility of castor bean cultivars of FCA - UNESP' plant breeding program; evaluate the interaction between Si and Al3+ in upland rice plants (Si-accumulator plant) and castor bean (non-Si-accumulator plant). Were installed five greenhouse experiments, conducted in nutrient solution. All experiments were laid out in randomized block design, with four replications. Experiment 1 - arranged in factorial design 2x4, the treatments were two Al3+ source (aluminum sulfate and aluminum chloride) and five Al3+ doses (0; 370; 740; 1100 and 1480 μmol L-1) evaluated in upland rice plants. Experiment 2 - arranged in factorial design 2x9, the treatments were with and without Al3+ and nine upland rice cultivars. Experiment 3 - arranged in factorial design 2x9, the treatments were with and without Al3+ and nine castor bean cultivars. Experiment 4 - arranged in factorial design 2x4, the treatments were two upland rice cultivars (Maravilha Al3+ susceptible and ANa 7007 Al3+ tolerant) and four Si e Al3+ combinations (1-without Si and without Al3+; 2-with Si and without Al3+; 3- without Si and with Al3+, 4-with Si and with Al3+). Experiment 5 - arranged in factorial design 2x4, the treatments were two castor bean cultivars (CRZ H18 Al3+ susceptible and CRZ H06 Al3+ tolerant) and four Si e Al3+ combinations (1-without Si and without Al3+; 2-with Si and without Al3+; 3- without Si and with Al3+, 4-with Si and with Al3+) ... / Doutor

Orientador: Renato de Mello Prado / Coorientadora: Durvalina Maria Mathias dos Santos / Banca: José Carlos Barbosa / Banca: Anelisa de Aquino Vidal / Resumo: O estudo foi desenvolvido com o objetivo de verificar a influência do nitrogênio na ausência e na presença do silício em variáveis de crescimento, fisiologia e na produção de matéria seca de plantas jovens de milho e de trigo cultivadas hidroponicamente. Foram realizados dois experimentos, um com milho híbrido AG 1051 e outro com trigo cv. IAC 375. Em ambos experimentos, utilizou-se tratamentos dispostos em delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 5x2 e quatro repetições, constituídos por cinco concentrações de nitrogênio (1,4; 3,6; 7,1; 14,3; 28,6 mmol L-1), na ausência e na presença de silício (1,8 mmol L-1). Os experimentos foram realizados em ambiente controlado (iluminação, temperatura e umidade). Foram avaliados nas culturas o índice de cor verde, a atividade da redutase do nitrato, área foliar, comprimento, diâmetro e densidade de raiz, matéria seca (parte aérea, raiz e planta inteira), acúmulo de nitrogênio e silício (parte aérea, raiz e planta inteira), teor de prolina, e ainda a fotossíntese e transpiração apenas na cultura do trigo. O efeito do nitrogênio no crescimento das plantas poderá ser potencializado com a adição de silício em relação à sua ausência na nutrição de plantas, especialmente em plantas de milho, fato que pode ser observado entre os elementos em estudo / Abstract: The objective of this research work was to verify the influence of nitrogen in the presence and absence of silicon on growth variables, physiology, and dry matter production of hydroponically cultivated young plants of corn and wheat. Two experiments were carried out - one with the AG 1051 corn hybrid and other with the IAC 13 wheat cultivar. In both experiments the experimental units were arranged in the field in accordance with a completely random design with four repetitions. The treatments consisted of five concentrations of N (1.4, 3.6, 7.1, 14.3, 28.6 mmol L-1) in the absence and presence of silicon (1.8 mmol L-1). The experiments were carried out under controlled environmental conditions (luminosity, temperature, and humidity). In both crops the green color index, the nitrate reductase activity, leaf area, root length, diameter, and density, plant aerial part, root and the whole plant dry matter, accumulation of nitrogen and silicon in the plant aerial part, in the root, and in the whole plant, proline content and, in wheat plants only, photosynthesis and transpiration. Nitrogen effect on plant growth may be potentiated by silicon, specially in corn plants as indicated by results found in this study / Mestre