Orientador: João Manuel Marques Cordeiro / Abstract: The energetical and environmental problematic related to the cement production is a very sensitive issue. As every other field, the construction industry must go through drastic change in the design of concrete and cement-based materials. The understanding of the physical and chemical properties of the Portland cement (PC) clinker is important to improve its design. Tricalcium silicate C3S, or alite, is the main phase of PC clinker and has been largely studied since it is the first responsible for the strength development of the cement paste. On the other hand, the development of computational methods at the molecular scale has made possible the modelling of structural, dynamical and energetic properties, sometimes hardly measurable by experimental means. Such methods are relatively new in the field of cement chemistry, but have been increasingly employed over the last 15 years. In this project, density functional theory (DFT), classical molecular dynamics (MD), and ab initio molecular dynamics (AIMD) are employed towards a better understanding of mechanical, thermal, and superficial properties of monoclinic C3S, as well as C3S/water interface features. The present thesis consists of five chapters. The first chapter presents a review of the literature on the chemistry of cement, and more particularly on the hydration process modeling. The various phases which compose the Portland cement clinker are introduced, then the the different polymorphs of C3S are described, in particu... (Complete abstract click electronic access below) / Resumo: A produção de cimento envolve questões energéticas e ambientais muito relevantes. Em função disso, a indústria da construção deve sofrer mudanças radicais na concepção de concreto de materiais cimentícios. A compreensão das propriedades físicas e químicas do clínquer de cimento Portland (PC) é importante para melhorar seu design. O silicato tricálcico (C3S), ou alita, é a fase principal do clínquer de PC e tem sido amplamente estudado uma vez que é o principal responsável pelo desenvolvimento da resistência da pasta de cimento. Por outro lado, o desenvolvimento de métodos de cálculo na escala molecular possibilitou a modelagem de propriedades estruturais, dinâmicas e energéticas, às vezes difícil de medir por meios experimentais. Esses métodos são relativamente novos no campo da química do cimento, mas tem sido cada vez mais empregados nos últimos 15 anos anos. Neste trabalho, a teoria de funcional da densidade (DFT), a dinâmica molecular clássica (MD) e a dinâmica molecular ab initio (AIMD) são utilizadas para permitir uma melhor compreensão das características mecânicas, térmicas e de superfície do C3S monoclinico, bem como propriedades da interface C3S/água. Esta tese consiste em cinco capítulos: O primeiro capítulo apresenta uma revisão da literatura sobre a química dos cimento e, mais particularmente, sobre o processo de hidratação e sua modelagem. Introduzimos as diferentes fases que compõem o clínquer de cimento Portland, em seguida, a estrutura e os diferentes polimor... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Doutor

Submitted by Biblioteca do Instituto de Física (bif@ndc.uff.br) on 2017-07-06T19:06:18Z No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 4548404 bytes, checksum: f3c3be1c9d5bbc0d098d37be6674bd4b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-06T19:06:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese.pdf: 4548404 bytes, checksum: f3c3be1c9d5bbc0d098d37be6674bd4b (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Estadual de Feira de Santana / Neste trabalho, utilizamos cálculos de primeiros princípios baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT - Density Functional Theory) para investigar a estabilidade energética e as propriedades magnéticas de compostos químicos. Foram estudados os complexos com metais de transição contendo radicais do tipo nitronilnitróxido [M(II)(Phtfac)2(NITpPy)2] [M = Co, Mn] e [M(II)(NITmPy)2(DMSO)2] [M = Cu, Ni, Co], bem como o silicato de cobre Na2Cu5(Si2O7)2. A partir do cálculo da energia total, determinamos a configuração de equilíbrio para os cinco complexos metálicos e os valores das constantes de acoplamento. Além disso, foram obtidas também as respectivas distribuições de densidade de magnetização, fundamentais para entender os mecanismos de acoplamento magnético nesse tipo de sistema. Para o silicato de cobre, cujos responsáveis pelas propriedades magnéticas são cadeias alternadas de trímeros e dímeros, calculamos a energia total das 32 configurações possíveis; determinamos o estado fundamental e as constantes de acoplamento magnético. / In this work we use first principles calculations based on density functional theory (DFT) to investigate the energy stability and the magnetic of chemical compounds. We studied the transition metal complexes with nitronyl nitroxide radical M(II)(P[htfac)2(NITpPy)2] [M = Co, Mn] and [M(NITmPy)2(DMSO)2] [M = Cu, Ni, Co], as well as the copper silicate Na2Cu5(Si2O7)2. By calculating the total energy, we determine the equilibrium configuration for the five metal complexes and the values of coupling constants. Moreover, we obtained their magnetization density distributions, fundamental for understanding the mechanisms of magnetic coupling in this type of system. For the copper silicate, whose magnetic properties are responsible for alternate chains of dimers and trimers, we calculate the total energy of the 32 possible configurations and determine the ground state and magnetic coupling constants.

Orientador: Renato de Mello Prado / Resumo: A pulverização foliar de silício (Si) pode diminuir os efeitos da deficiência de zinco (Zn) nas plantas, pois a adição de Si e de Zn na calda pode aumentar a eficiência da adubação foliar, porém os efeitos em plantas de sorgo ainda não são conhecidos. Assim, objetivou-se avaliar a aplicação foliar de Si na ausência de Zn e com a adição na calda em plantas de sorgo e seus efeitos na nutrição e no desenvolvimento das plantas. O delineamento foi em esquema fatorial 4 x 2, com cinco repetições, tendo quatro concentrações de Zn, na forma de Zn-EDTA: 0; 0,60; 1,20 e 1,80 g L-1 e na ausência e na presença de Si (0,50 g L-1) na calda. Avaliou-se o acúmulo de Zn e Si, eficiência de uso de Zn, extravasamento de eletrólitos celular, teores de clorofila, carotenoides, proteína e a massa seca de parte aérea e de raiz. Nas plantas deficientes em Zn, a pulverização foliar de Si ao aumentar o acúmulo deste elemento na planta diminuiu o extravasamento de eletrólitos celular, aumentou o conteúdo dos pigmentos fotossintéticos e incrementou a produção de massa seca da parte aérea e de raiz. A pulverização foliar de Zn na forma de quelato com adição de Si na calda, em relação a sua ausência, aumentou o acúmulo de Zn na planta, o teor dos pigmentos fotossintetizantes, o teor de proteína e a produção de massa seca de raiz. Conclui-se que a pulverização foliar de Si alivia a deficiência de Zn, e a adição de Si na calda com o Zn é viável agronomicamente para plantas de sorgo. / Abstract: Foliar spraying of silicon (Si) can decrease the effects of zinco (Zn) deficiency on plants. While the addition of Si and Zn in the solution may increase the efficiency of foliar fertilization with this micronutrient, however the effects on sorghum plants are not yet known. The objective of this study was to evaluate the foliar application of Si in the absence of Zn and with the addition of different concentrations of Zn in sorghum plants and their effects on plant nutrition and development. The experiment was carried out in a 4x2 factorial scheme with five replicates having four concentrations of Zn as Zn-EDTA: 0.60, 1.20 and 1.80 g L-1 and in the absence and presence of Si (0.50 g L-1) in solution. Zn and Si accumulation, Zn use efficiency, cellular electrolyte leakage, chlorophyll content, carotenoids, protein content and shoot and root dry mass were evaluated. In the plants deficient in Zn, a foliar spraying of Si increasing the accumulation of this element in the plant, decreased the cellular extravasation and increased the photosynthetic pigments and the dry mass production of shoot and root. Foliar spraying of Zn in the chelate form with addition of Si in relation to its absence increased the accumulation of Zn in the plant, the content of photosynthetic pigments, protein content and root dry mass production. It is concluded that foliar spraying of Si alleviates Zn deficiency and the addition of Si in the solution with Zn is agronomically viable for sorghum plants. / Mestre

Submitted by HILTON RIQUIERI null (hilton.riquieri@terra.com.br) on 2018-01-11T19:29:07Z No. of bitstreams: 1 Tese Impressão 11-01-18.pdf: 5465220 bytes, checksum: 6c44956d0ac81de9008cdd4833458455 (MD5) / Approved for entry into archive by Silvana Alvarez null (silvana@ict.unesp.br) on 2018-01-18T15:27:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 riquieri_h_dr_sjc.pdf: 5445301 bytes, checksum: bf194667a00b4990a467e32526c3cdb9 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-18T15:27:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 riquieri_h_dr_sjc.pdf: 5445301 bytes, checksum: bf194667a00b4990a467e32526c3cdb9 (MD5) Previous issue date: 2017-12-04 / O objetivo deste trabalho foi avaliar o silicato de lítio reforçado por zircônia quanto a sua microestrutura e as mesmas propriedades mecânicas em diferentes fases de cristalização. Cento e vinte amostras de discos de silicato de lítio reforçado por zircônia foram usinados de acordo com as normas ISO 6872 (12x1,2mm) para o ensaio de flexão biaxial. Foram separados em 4 grupos de acordo com a fase de cristalização. Grupo I: 30 amostras de Celtra pré cristalizado (CNC); Grupo II: 30 amostras de Celtra cristalizado (CC); Grupo III: 30 amostras de Suprinity Não Cristalizado (SNC) e Grupo IV: 30 amostras de Suprinity Cristalizado (SC). Os corpos de prova foram submetidos ao ensaio mecânico de flexão biaxial e em seguida realizadas análises qualitativas e quantitativas. Por meio microscopia eletrônica de varredura, microscopia eletrônica com emissão de campo MEV-FEG, EDS e difração de raios X (n=4), foi realizada a caracterização completa dos materiais e análise morfológica da microestrutura para todos os grupos. Para as análises estatísticas foram utilizados o módulo Weibull (m) e resistência característica (σ0). / The objective of this work was to evaluate the lithium silicate reinforced by zirconia as to its microstructure and the same mechanical properties in different phases of crystallization. One hundred and twenty samples of zirconia-reinforced lithium silicate discs were machined according to ISO 6872 (12x1,2mm) standards for the biaxial flexural test. They were separated into 4 groups according to the crystallization step. Group I: 30 samples of Pre-Crystallized Celtra (CPC); Group II: 30 samples of Crystallized Celtra (CC); Group III: 30 samples of Uncrystallized Suprinity (SNC) and Group IV: 30 samples of Crystallized Suprinity (SC). The specimens were submitted to the mechanical biaxial flexion test and qualitative and quantitative analyzes were performed. Scanning Electron Microscopy, Electron Microscopy with Field emission SEM-FEG, EDS and X-ray diffraction (n = 4) were carried out to characterize the materials and morphological analysis of the microstructure for all groups. The Weibull (m) and characteristic resistance (σ0) were used for the statistical analysis.

O aumento da longevidade da população mundial e dos acidentes com consequências traumáticas nas últimas décadas provocaram um incremento na demanda de materiais e tecnologias destinados à substituição de alguma função ou porção do organismo humano para assegurar a qualidade de vida do ser humano. Neste contexto, o desenvolvimento de novos biomateriais para a ortopedia e odontologia baseados nos fosfatos de cálcio é relevante, uma vez que estes apresentam composição química semelhante à fase mineral de ossos e dentes. Os cimentos de fosfatos de cálcio (CPC) possuem composição de fases cristalinas e resposta biológica similares às biocerâmicas de fosfato de cálcio utilizadas como material de implante por excelência devido à sua alta biocompatibilidade e excelente bioatividade; mas com a diferença de que estes podem ser facilmente moldados e adaptados ao local de implantação, injetados através de vias minimamente invasivas, ou misturados com diversos fármacos para obter uma ação terapêutica determinada e localizada no local de implantação. Em geral, tanto as biocerâmicas como os CPC apresentam baixas resistências mecânicas, pelo qual o objetivo principal deste trabalho foi a obtenção de novas formulações de CPC com propriedades mecânicas melhoradas mediante a adição de componentes de cimento Portland tradicional ou de cimento de aluminato de cálcio. Outras propriedades que se pretende melhorar com a adição de compostos portadores de silício são a bioatividade e osteogenicidade dos materiais resultantes, uma vez que os cimentos baseados em silicato de cálcio são altamente osteogênicos. Para isto, foi escolhido o sistema baseado em a-Ca3(PO4)2 e foram desenhadas diferentes formulações através da introdução de Ca3SiO5 (C3S) ou CaAl2O4 (CA), fases majoritárias dos cimentos Portland e cimentos de aluminato de cálcio que apresentam uma excelente resistência mecânica, além de ser biocompatíveis e bioativas. Do estudo realizado verificou-se que a adição de um 5% de C3S ao cimento baseado em a- Ca3(PO4)2 produz um incremento das propriedades mecânicas em longo prazo (14d) e melhora a bioatividade e citotoxicidade dos CPC tradicionais; no entanto, retarda a pega do cimento e a hidrólise do a-Ca3(PO4)2 e aumenta a o grau de degradação dos materiais. A introdução de SiO2 como modificação de esta formulação, embora diminuiu o pH resultante, retardou a pega do cimento provocando uma perda notável da resistência mecânica durante os primeiros estágios da reação. Por outro lado, a introdução de CA provocou uma diminuição da resistência à compressão dos cimentos, independente do teor adicionado, e não se observou a melhoria desta propriedade com o aumento do tempo. Contudo, a presença de CA permitiu a obtenção de materiais menos citotóxicos, e por consiguiente mais biocompatíves, assim como o aumento da bioatividade em relação aos CPC tradicionais. / The increased longevity of the world population and the growth of traumatic accidents in last decades, led to an increase in demand of materials and technologies for replacement of any portion or function of the human body to ensure the quality of human life. In this context, the development of new biomaterials for orthopedics and dentistry based on calcium phosphates is relevant, since they have similar chemical composition to the mineral phase of bones and teeth. The calcium phosphate cements (CPC) have composition of crystalline phases and biological response similar to calcium phosphate bioceramics used as implant material par excellence due to its high biocompatibility and excellent bioactivity; but with the difference that these can be easily shaped and adapted to the site, injected through minimally invasive means, or mixed with various drugs for a specific therapeutic action at the site of implantation. In general, both bioceramics such as CPC have low mechanical strength; whereby, the main objective of this study was to obtain new formulations of CPC with improved mechanical properties by adding components of traditional Portland cement or calcium aluminate cement. Other properties that are intended to improve with the addition of silicon compounds, are the bioactivity and osteogenic potential of the resulting materials, as it cements based on calcium silicate are highly osteogenic. For this, we chose a system based a-Ca3(PO4)2 and different formulations were designed by introducing Ca3SiO5 (C3S) or CaAl2O4 (CA), majority phases of Portland cement and calcium aluminate cements that have an excellent mechanical strength, and are biocompatible and bioactive. From the study it was found that the adittion of a 5% C3S to the a-Ca3(PO4)2 based cement, produces an increase in the mechanical properties in the long term (14d) and enhances bioactivity and cytotoxicity; however, enlarge the setting times and the degree of degradation ofaand hydrolysis of materials. The introduction of SiO2 as a modification of this formulation, resulted in a pH decreased, but in the increased of the setting times causing a noticeable loss of strength during the early stages of the reaction. Moreover, the introduction of CA reduced the compressive strength of cements, regardless of content added, and there was no improvement of this property with increasing time. However, the presence of CA allowed the production of materials less cytotoxic, and thereby to more biocompatible, as well as the increase in bioactivity relative to traditional CPC.

The ZSM-5 zeolite is used in various processes in the petroleum refining and petrochemical, this is possible due to properties such as acid catalyst and high hydrothermal stability. Whereas it is a material of great commercial interest, it is essential that synthesize zeolite in the absence of organic compounds (SDAs), a factor that increases the production cost of these materials. Thus it is necessary the development of new synthetic methodologies for obtaining this material more economically. In this context, the aim of the study was to synthesize ZSM-5 zeolite by hydrothermal method by varying several parameters, such as silica source, SAR, OH/SiO2 reason, utilization of seeds and crystallization time in order to achieve shorter times in the formation of crystalline material. In the synthesis of these materials were used: aluminum sulphate octadecahydrate as an aluminum source, silica gel, sodium silicate as silicon source, sodium hydroxide as sodium source and sulfuric acid. Samples of commercial ZSM-5 CBV 2314 were also employed in the synthesis gel as crystallization seeds. All samples synthesized were characterized by XRD. However, only the sample used as a reference standard was also characterized by FT-IR, TG / DTA and BET in order to understand its physicochemical properties. The XRD analyses indicated the formation of ZSM-5 zeolite for all sources of silica used, however, best results were obtained with sodium silicate as a precursor source of silicon, SiO2/Al2O3 ratio = 50. The samples with the SAR’s 25 and 100 obtained concurrent phases at times greater than 15 and 24 hours, respectively. The spectra in the infrared region confirmed absorption bands characteristic of ZSM-5 zeolite. The thermal analysis showed two stages of weight loss, the first related to the removal of physically adsorbed water and the second to the desorption of the molecule of ammonia, as ZSM-5 commercial in its ammonia form was used as a seed. The results of BET, in turn, showed type I isotherm and high value of specific area, typical characteristics of microporous solids. In microscopy, it could be observed crystallites in the prismatic form with different sizes in length, consistent with the literature. The results showed that synthetic methodologies were effective in formations of crystals of ZSM-5. In this sense, this study showed the sodium silicate as silicon source most appropriate with SiO2/Al2O3 ratio = 50, OH/SiO2 = 0.15 and 10% of seeds, which revealed 100% of crystalline material in 13 hours of synthesis to 170 °C. So, it was possible to propose a plausible rout of synthesis to the zeolite studied. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A zeólita ZSM-5 é utilizada em diversos processos no refino de petróleo e petroquímica, isso devido as suas propriedades como catalisador ácido e elevada estabilidade hidrotérmica. Por ser um material de grande interesse comercial, torna-se indispensável sintetizar esta zeólita na ausência de compostos orgânicos (SDA's), fator que encarece os custos de produção desses materiais. Deste modo se faz necessário o desenvolvimento de novas metodologias de síntese para a obtenção deste material de forma mais econômica. Nesse contexto, o objetivo do estudo foi sintetizar a zeólita ZSM-5 pelo método hidrotérmico variando diversos parâmetros, tais como, fonte de sílica, SAR, razão OH/SiO2, utilização de sementes e tempo de cristalização com a finalidade de alcançar menores tempos de formação do material cristalino. Nas sínteses desses materiais foram utilizados: sulfato de alumínio octadecahidratado como fonte de alumínio, sílicas gel, pirolítica e silicato de sódio como fonte de silício, hidróxido de sódio como fonte de sódio e ácido sulfúrico. Também foram empregadas no gel de síntese amostras de ZSM-5 comercial CBV 2314 como sementes de cristalização. Todas as amostras sintetizadas foram caracterizadas por DRX. Porém, apenas a amostra utilizada como padrão de referência foi caracterizada também por FT-IR, TG/DTA e BET a fim de compreender suas propriedades físico-químicas. As análises de DRX indicaram a formação da zeólita ZSM-5 para todas as fontes de sílica utilizadas, no entanto, foram obtidos melhores resultados com o silicato de sódio como fonte precursora de silício, com razão SiO2/Al2O3=50. As amostras com os SAR’s 25 e 100 obtiveram fases concorrentes para as amostras em tempos superiores a 15 e 24 horas, respectivamente. Os espectros na região do infravermelho confirmaram as bandas de absorção características da zeólita ZSM-5. As análises térmicas apresentaram duas etapas de perda de massa, a primeira relacionada à remoção de água fisicamente adsorvida e a segunda à dessorção de moléculas de amônia, já que a ZSM-5 comercial em sua forma amoniacal foi utilizada como semente. Os resultados de BET por sua vez, revelaram isoterma do tipo I e valor da área específica elevado, características típicas de sólidos microporosos. Nas microscopias, puderam-se observar cristalitos na forma prismática, com diferentes tamanhos de comprimento, concordando com a literatura. Os resultados mostraram que as metodologias de síntese foram eficazes na formação de cristais da ZSM-5. Visto isso, este estudo evidenciou o silicato de sódio como fonte de silício mais adequada com razão SiO2/Al2O3=50, OH/SiO2=0,15 e 10% de sementes, onde se obteve o material 100% cristalino em 13 horas de síntese a 170 ºC. Logo, foi possível propor uma plausível rota de síntese para a zeólita estudada.

O aumento da longevidade da população mundial e dos acidentes com consequências traumáticas nas últimas décadas provocaram um incremento na demanda de materiais e tecnologias destinados à substituição de alguma função ou porção do organismo humano para assegurar a qualidade de vida do ser humano. Neste contexto, o desenvolvimento de novos biomateriais para a ortopedia e odontologia baseados nos fosfatos de cálcio é relevante, uma vez que estes apresentam composição química semelhante à fase mineral de ossos e dentes. Os cimentos de fosfatos de cálcio (CPC) possuem composição de fases cristalinas e resposta biológica similares às biocerâmicas de fosfato de cálcio utilizadas como material de implante por excelência devido à sua alta biocompatibilidade e excelente bioatividade; mas com a diferença de que estes podem ser facilmente moldados e adaptados ao local de implantação, injetados através de vias minimamente invasivas, ou misturados com diversos fármacos para obter uma ação terapêutica determinada e localizada no local de implantação. Em geral, tanto as biocerâmicas como os CPC apresentam baixas resistências mecânicas, pelo qual o objetivo principal deste trabalho foi a obtenção de novas formulações de CPC com propriedades mecânicas melhoradas mediante a adição de componentes de cimento Portland tradicional ou de cimento de aluminato de cálcio. Outras propriedades que se pretende melhorar com a adição de compostos portadores de silício são a bioatividade e osteogenicidade dos materiais resultantes, uma vez que os cimentos baseados em silicato de cálcio são altamente osteogênicos. Para isto, foi escolhido o sistema baseado em a-Ca3(PO4)2 e foram desenhadas diferentes formulações através da introdução de Ca3SiO5 (C3S) ou CaAl2O4 (CA), fases majoritárias dos cimentos Portland e cimentos de aluminato de cálcio que apresentam uma excelente resistência mecânica, além de ser biocompatíveis e bioativas. Do estudo realizado verificou-se que a adição de um 5% de C3S ao cimento baseado em a- Ca3(PO4)2 produz um incremento das propriedades mecânicas em longo prazo (14d) e melhora a bioatividade e citotoxicidade dos CPC tradicionais; no entanto, retarda a pega do cimento e a hidrólise do a-Ca3(PO4)2 e aumenta a o grau de degradação dos materiais. A introdução de SiO2 como modificação de esta formulação, embora diminuiu o pH resultante, retardou a pega do cimento provocando uma perda notável da resistência mecânica durante os primeiros estágios da reação. Por outro lado, a introdução de CA provocou uma diminuição da resistência à compressão dos cimentos, independente do teor adicionado, e não se observou a melhoria desta propriedade com o aumento do tempo. Contudo, a presença de CA permitiu a obtenção de materiais menos citotóxicos, e por consiguiente mais biocompatíves, assim como o aumento da bioatividade em relação aos CPC tradicionais. / The increased longevity of the world population and the growth of traumatic accidents in last decades, led to an increase in demand of materials and technologies for replacement of any portion or function of the human body to ensure the quality of human life. In this context, the development of new biomaterials for orthopedics and dentistry based on calcium phosphates is relevant, since they have similar chemical composition to the mineral phase of bones and teeth. The calcium phosphate cements (CPC) have composition of crystalline phases and biological response similar to calcium phosphate bioceramics used as implant material par excellence due to its high biocompatibility and excellent bioactivity; but with the difference that these can be easily shaped and adapted to the site, injected through minimally invasive means, or mixed with various drugs for a specific therapeutic action at the site of implantation. In general, both bioceramics such as CPC have low mechanical strength; whereby, the main objective of this study was to obtain new formulations of CPC with improved mechanical properties by adding components of traditional Portland cement or calcium aluminate cement. Other properties that are intended to improve with the addition of silicon compounds, are the bioactivity and osteogenic potential of the resulting materials, as it cements based on calcium silicate are highly osteogenic. For this, we chose a system based a-Ca3(PO4)2 and different formulations were designed by introducing Ca3SiO5 (C3S) or CaAl2O4 (CA), majority phases of Portland cement and calcium aluminate cements that have an excellent mechanical strength, and are biocompatible and bioactive. From the study it was found that the adittion of a 5% C3S to the a-Ca3(PO4)2 based cement, produces an increase in the mechanical properties in the long term (14d) and enhances bioactivity and cytotoxicity; however, enlarge the setting times and the degree of degradation ofaand hydrolysis of materials. The introduction of SiO2 as a modification of this formulation, resulted in a pH decreased, but in the increased of the setting times causing a noticeable loss of strength during the early stages of the reaction. Moreover, the introduction of CA reduced the compressive strength of cements, regardless of content added, and there was no improvement of this property with increasing time. However, the presence of CA allowed the production of materials less cytotoxic, and thereby to more biocompatible, as well as the increase in bioactivity relative to traditional CPC.

O aumento da longevidade da população mundial e dos acidentes com consequências traumáticas nas últimas décadas provocaram um incremento na demanda de materiais e tecnologias destinados à substituição de alguma função ou porção do organismo humano para assegurar a qualidade de vida do ser humano. Neste contexto, o desenvolvimento de novos biomateriais para a ortopedia e odontologia baseados nos fosfatos de cálcio é relevante, uma vez que estes apresentam composição química semelhante à fase mineral de ossos e dentes. Os cimentos de fosfatos de cálcio (CPC) possuem composição de fases cristalinas e resposta biológica similares às biocerâmicas de fosfato de cálcio utilizadas como material de implante por excelência devido à sua alta biocompatibilidade e excelente bioatividade; mas com a diferença de que estes podem ser facilmente moldados e adaptados ao local de implantação, injetados através de vias minimamente invasivas, ou misturados com diversos fármacos para obter uma ação terapêutica determinada e localizada no local de implantação. Em geral, tanto as biocerâmicas como os CPC apresentam baixas resistências mecânicas, pelo qual o objetivo principal deste trabalho foi a obtenção de novas formulações de CPC com propriedades mecânicas melhoradas mediante a adição de componentes de cimento Portland tradicional ou de cimento de aluminato de cálcio. Outras propriedades que se pretende melhorar com a adição de compostos portadores de silício são a bioatividade e osteogenicidade dos materiais resultantes, uma vez que os cimentos baseados em silicato de cálcio são altamente osteogênicos. Para isto, foi escolhido o sistema baseado em a-Ca3(PO4)2 e foram desenhadas diferentes formulações através da introdução de Ca3SiO5 (C3S) ou CaAl2O4 (CA), fases majoritárias dos cimentos Portland e cimentos de aluminato de cálcio que apresentam uma excelente resistência mecânica, além de ser biocompatíveis e bioativas. Do estudo realizado verificou-se que a adição de um 5% de C3S ao cimento baseado em a- Ca3(PO4)2 produz um incremento das propriedades mecânicas em longo prazo (14d) e melhora a bioatividade e citotoxicidade dos CPC tradicionais; no entanto, retarda a pega do cimento e a hidrólise do a-Ca3(PO4)2 e aumenta a o grau de degradação dos materiais. A introdução de SiO2 como modificação de esta formulação, embora diminuiu o pH resultante, retardou a pega do cimento provocando uma perda notável da resistência mecânica durante os primeiros estágios da reação. Por outro lado, a introdução de CA provocou uma diminuição da resistência à compressão dos cimentos, independente do teor adicionado, e não se observou a melhoria desta propriedade com o aumento do tempo. Contudo, a presença de CA permitiu a obtenção de materiais menos citotóxicos, e por consiguiente mais biocompatíves, assim como o aumento da bioatividade em relação aos CPC tradicionais. / The increased longevity of the world population and the growth of traumatic accidents in last decades, led to an increase in demand of materials and technologies for replacement of any portion or function of the human body to ensure the quality of human life. In this context, the development of new biomaterials for orthopedics and dentistry based on calcium phosphates is relevant, since they have similar chemical composition to the mineral phase of bones and teeth. The calcium phosphate cements (CPC) have composition of crystalline phases and biological response similar to calcium phosphate bioceramics used as implant material par excellence due to its high biocompatibility and excellent bioactivity; but with the difference that these can be easily shaped and adapted to the site, injected through minimally invasive means, or mixed with various drugs for a specific therapeutic action at the site of implantation. In general, both bioceramics such as CPC have low mechanical strength; whereby, the main objective of this study was to obtain new formulations of CPC with improved mechanical properties by adding components of traditional Portland cement or calcium aluminate cement. Other properties that are intended to improve with the addition of silicon compounds, are the bioactivity and osteogenic potential of the resulting materials, as it cements based on calcium silicate are highly osteogenic. For this, we chose a system based a-Ca3(PO4)2 and different formulations were designed by introducing Ca3SiO5 (C3S) or CaAl2O4 (CA), majority phases of Portland cement and calcium aluminate cements that have an excellent mechanical strength, and are biocompatible and bioactive. From the study it was found that the adittion of a 5% C3S to the a-Ca3(PO4)2 based cement, produces an increase in the mechanical properties in the long term (14d) and enhances bioactivity and cytotoxicity; however, enlarge the setting times and the degree of degradation ofaand hydrolysis of materials. The introduction of SiO2 as a modification of this formulation, resulted in a pH decreased, but in the increased of the setting times causing a noticeable loss of strength during the early stages of the reaction. Moreover, the introduction of CA reduced the compressive strength of cements, regardless of content added, and there was no improvement of this property with increasing time. However, the presence of CA allowed the production of materials less cytotoxic, and thereby to more biocompatible, as well as the increase in bioactivity relative to traditional CPC.

Submitted by Cássia Santos (cassia.bcufg@gmail.com) on 2015-03-20T12:56:47Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alan Carlos Alves de Souza - 2014.pdf: 1318444 bytes, checksum: 0ecebb757edfdc4bb5ddcc76cbb631df (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-03-20T13:41:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alan Carlos Alves de Souza - 2014.pdf: 1318444 bytes, checksum: 0ecebb757edfdc4bb5ddcc76cbb631df (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-20T13:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Alan Carlos Alves de Souza - 2014.pdf: 1318444 bytes, checksum: 0ecebb757edfdc4bb5ddcc76cbb631df (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-02-24 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Rice is considered a cereal that has the potential to eradicate hunger and malnutrition. However, during its cultivation, is submitted to biotic and abiotic stresses, which lowers productivity in key growing regions, followed by the rising cost of inputs such as fertilizers and pesticides. The aim of this work was to study the effect of silicon, alone and in combination with bioagents on growth promotion and leaf blast suppression of on upland rice. Two experiments, E1 and E2 were conducted in a factorial design in the greenhouse conditions. E1: aimed to select the best treatments for plant growth promotion and rice blast (Magnaporthe oryzae) suppression. It was composed by 5 plots (control; 1 ton SiCaMg.ha-1; 2 ton SiCaMg.ha-1; 4 ton SiCaMg.ha-1; 8 ton SiCaMg.ha-1), 5 subplot (control; Burkholderia pyrrocinia; Pseudomonas fluorescens, Trichoderma asperellum; mixture of all these three bioagents) and 8 replication. E2: aimed to investigate the defense mechanisms of the best treatment selected in E1. It was composed of 2 plots (control; 2 ton SiCaMg.ha-1) and subplot 3 (control; Trichoderma asperellum; mixture of all these three bioagents) and 4 replication. Silicon fertilization and bioagents interaction proved to be promising. In E1, T. asperellum combined with 2 ton.ha-1 of SiCaMg plant fertilization increased 45.63% of plant growth and, the combination of all three bioagents with 2 ton ha of SiCaMg plants fertilization was the best treatment reducing 96% of leaf blast. In E2, the two best treatments in E1 statistically increased QUI, GLU, POX and FAL activity as well AS content in the absence of Magnaporthe oryzae. However, 24 and 48 hours after challenger inoculation with M. oryzae, only QUI and GLU activity and AS content statistically increased in the treatment that combined all three bioagents and 2 ton.ha-1 of SiCaMg plants fertilization. Leaf blast reduction through the activation of defense mechanisms elected the combination silicon fertilization and bioagents as important strategies for sustainable rice disease management. / O arroz é considerado o cereal que possui potencial para a erradicação da fome e da má nutrição. Porém, durante seu cultivo, é submetido a estresses bióticos e abióticos, o que diminui a produtividade nas principais regiões de cultivo, acompanhado do aumento dos custos com insumos, como fertilizantes e agrotóxicos. O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito do silício, isoladamente e em combinação com bioagentes, na supressão de brusone foliar em plantas de arroz de terras altas. Foram realizados dois experimentos, em delineamento fatorial, em casa de vegetação (E1 e E2). E1: composto de 5 tratamentos (controle; 1 ton SiCaMg.ha-1; 2 ton SiCaMg.ha-1;4 ton SiCaMg.ha-1; 8 ton SiCaMg.ha-1), 5 subtratamentos (controle; Burkholderia pyrrocinia; Pseudomonas fluorescens; Trichoderma asperellum; mistura dos três bioagentes) e 8 repetições, com o objetivo de selecionar os melhores tratamentos, através da severidade de brusone (Magnaporthe oryzae) nas folhas. E2: composto por 2 tratamentos (controle; 2 ton SiCaMg.ha-1), 3 subtratamentos (controle; Trichoderma asperellum; mistura dos três bioagentes) e 4 repetições, com o objetivo de investigar o efeito dos melhores tratamentos, para a promoção de crescimento das plantas e supressão de brusone foliar e na ativação dos mecanismos de defesa da planta. A interação entre a adubação silicatada e os bioagentes mostrou-se promissora. Em E1, o melhor tratamento para a redução de brusone foliar foi a combinação entre os três bioagentes e plantas adubadas com 2 ton SiCaMg.ha-1, suprimindo a doença em 96%. Em E2, as combinações entre T. asperellum e plantas adubadas com 2 ton SiCaMg.ha-1 e, a mistura dos bioagentes em plantas adubadas com 2 ton SiCaMg.ha-1 aumentaram significativamente a atividade das enzimas quitinase, β-1,3 glucanase, peroxidase, fenilalanina amônia-liase, e o teor de ácido salicílico na ausência de Magnaporthe oryzae. A mistura dos três bioagentes, em plantas adubadas com 2 ton SiCaMg.ha-1 proporcionou o aumento expressivo das enzimas quitinase, β-1,3 glucanase e o teor de ácido salicílico às 24 e 48 horas após a inoculação com M. oryzae. A redução da brusone foliar acompanhada da participação ativa dos mecanismos de defesa elegem a adubação silicatada e os bioagentes como estratégias importantes para o manejo sustentável.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:44:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_juliana_simoes_nobre_gama.pdf: 1507852 bytes, checksum: 5e0a4c29059c50c485c1e2ea802a1945 (MD5) Previous issue date: 2014-03-11 / This research aimed to evaluate the effect of silicon on cotton, through variables agronomic, physiological, yield and fiber quality and seeds produced. The experiments were conducted in 2012 and 2013. In the first year of cultivation, were evaluated five levels of Si: 0, 1000, 2000, 3000 and 4000 kg Si ha-1, applied to soil, 0, 45, 60, 135 and 180 kg Si ha-1 foliar, and 0, 100, 200, 300 and 400 g kg seed-1, applied through seed coating. In the second year, were evaluated five levels: 0, 45, 60, 135 and 180 kg Si ha-1 and 0, 2000, 4000, 6000 and 8000 kg Si ha-1, applied via foliar and soil, respectively. The silicon source used is aluminum silicate. Evaluations were performed at 25, 50, 75 and 100 days from emergence (DAE). The results of the experiments allow to conclude that aluminum silicate applied by seed coating does not interfere in the physiological characteristics of cotton. However, when applied by foliar and soil, increases the chlorophyll index and reduces the diameter of the stem of cotton plants. In relation to yield, the number of seeds per fruit and number of fruit and seeds per plant were negatively affected with the increase of Si foliar applied. The silicon improves some physical characteristics of the fiber such as reflectance, short fiber index, degree of yellowing and micronaire index. Regarding the quality of seeds produced, increases the length of roots and shoots of seedlings, positively influences the weight of a thousand seeds by seed coating and soil and can increase productivity. / Esta pesquisa teve a finalidade de avaliar o efeito do silício no algodoeiro, por meio das variáveis agronômicas, fisiológicas, rendimento e qualidade da fibra e sementes produzidas. Os experimentos foram realizados em 2012 e 2013. No primeiro ano de cultivo, avaliaram-se cinco doses de Si: 0, 1000, 2000, 3000 e 4000 Kg de Si ha-1, aplicadas via solo; 0, 45, 60, 135 e 180 Kg de Si ha-1, via foliar; e 0, 100, 200, 300 e 400 g Kg de sementes-1, aplicadas via recobrimento de sementes. No segundo ano, avaliaram-se cinco doses: 0, 45, 60, 135 e 180 Kg de Si ha-1 e 0, 2000, 4000, 6000 e 8000 Kg de Si ha-1, aplicadas via foliar e solo, respectivamente. A fonte de silício utilizada foi o silicato de alumínio. As avaliações foram realizadas aos 25, 50, 75 e 100 dias após a emergência (DAE). Os resultados obtidos dos experimentos permitem concluir que, o silicato de alumínio aplicado via recobrimento de sementes, não interfere nas características fisiológicas do algodoeiro. Porém, quando aplicado via foliar e no solo, aumenta o índice de clorofila e reduz o diâmetro do caule de plantas de algodão. Em relação ao rendimento, o número de sementes por capulho e o número de capulhos e sementes por planta, foram afetados, negativamente, com o aumento das doses de Si aplicadas via foliar. As doses de silício melhoram algumas características físicas da fibra como a reflectância, índice de fibras curtas, grau de amarelamento e índice micronaire. Em relação à qualidade das sementes produzidas, aumenta o comprimento da raiz e parte aérea de plântulas, influencia positivamente o peso de mil sementes, via recobrimento de sementes e solo, podendo incrementar a produtividade.