Utilizando o método de crescimento de cristais por solução aquosa preparamos grandes monocristais de sulfato de triglicina (TGS). Os resultados obtidos na caracterização dos monocristais garantiram uma alta qualidade óptica e estrutural, pré-requisitos básicos para o futuro desenvolvimento de detetores de radiação infravermelha. Também, são apresentados os resultados de responsividade de voltagem, tempo de resposta e resposta espectral de um protótipo de detetor construído com os monocristais. Considerações gerais sobre a teoria de crescimento de cristais são apresentadas juntamente com uma revisão bibliográfica dos principais resultados sobre a dependência da velocidade linear de crescimento com a supersaturação relativa para três direções cristalográficas. Além disso, uma abordagem sobre a velocidade média de crescimento de um dos experimentos é efetuada para exemplificar um dos mecanismos que atuam no crescimento por solução. Devido ao interesse do DFCM (Departamento de Física e Ciência dos Materiais) e de alguns grupos de pesquisa do país foram crescidos outros monocristais, como dihidrogênio fosfato de potássio (KDP) e de TGS dopados. / We prepared large single crystals of triglycine sulphate (TGS) using method of crystal growth from aqueous solution. Results obtained by the characterization of single crystals showed a high optical and structural quality, basic properties for the future development of infrared radiation detectores. Voltage responsivity, time and espectral responses of a detector prototype built with single crystals are presented. General considerations about crystal growth theory are presented with bibliographical review of principal result on dependence of the linear growth rate with relative supersaturation respecting three crystallographical directions. An approach on growth rate is realized with one of the experiments, showing one of the mechanisms acting in the growing from solution. Due to DFCM (Departamento de Física e Ciência dos Materiais) and some research groups in country interests another single crystals were growed, potassium dihydrogen phosphate (KDP) and toped TGS.

O perfil de concentração do soluto próximo à interface cristal/liquido foi estudado durante o processo de crescimento e dissolução de cristais de iodeto de mercúrio (\'ALFA\'-Hg\'I IND.2\') com a técnica óptica medida de fase par difração, denominada de \"diffrasor\". A técnica é simples, sensível a fenômenos hidrodinâmicos e pode ser usada tanto em macro com em micro-observações. Com essa técnica medimos, pela primeira vez, o perfil de concentração do soluto até 10 \'mu\'m da superfície do cristal. Os resultados mostram que o crescimento do \'ALFA\'-Hg\'I IND.2\' é fortemente afetado pela supersaturação da solução, a qualidade da superfície cristalina, a convecção da solução, a história do processo de crescimento e o número de faces vinculadas. A difusão do soluto e o fluxo interfacial são considerados os responsáveis pelo transporte de massa durante o processo de crescimento da face (001) do \'ALFA\'-Hg\'I IND.2\'. Uma anomalia no perfil de concentração próximo da interface foi detectada, pela primeira vez, durante a dissolução de um cristal de iodeto de mercúrio. Nós acreditamos QUe essa anomalia está diretamente associada aos fluxos de soluto. / The solute concentration profile near to the crystal/liquid inter-face was studied during mercuric iodide crystal growth and dissolution with phase measurement by diffraction optical technique - \"diffrasor\". It\'s simple, sensitive to hydrodynamics phenomena and may be used either in macro or in micro-observations. With this technique we measured, for the first time, the solute concentration profile up to 10 um from the a-Hg12 crystal surface- The state of the art results the us first that \'ALFA\'-Hg\'I IND.2\' is strongly affected by supersaturation, convenction in the solution, history of the growth process, surface quality and of the tied facets numbers- The solute diffusion and interfacial flow are considered responsible by mass transport during crystal growth. A anomaly in the concentration profile near interface was detected, for the first time, during the mercuric iodide crystal dissolution- We believe that this anomaly is directly associated with the solute flux during dissolution process.

Utilizando o método de crescimento de cristais por solução aquosa preparamos grandes monocristais de sulfato de triglicina (TGS). Os resultados obtidos na caracterização dos monocristais garantiram uma alta qualidade óptica e estrutural, pré-requisitos básicos para o futuro desenvolvimento de detetores de radiação infravermelha. Também, são apresentados os resultados de responsividade de voltagem, tempo de resposta e resposta espectral de um protótipo de detetor construído com os monocristais. Considerações gerais sobre a teoria de crescimento de cristais são apresentadas juntamente com uma revisão bibliográfica dos principais resultados sobre a dependência da velocidade linear de crescimento com a supersaturação relativa para três direções cristalográficas. Além disso, uma abordagem sobre a velocidade média de crescimento de um dos experimentos é efetuada para exemplificar um dos mecanismos que atuam no crescimento por solução. Devido ao interesse do DFCM (Departamento de Física e Ciência dos Materiais) e de alguns grupos de pesquisa do país foram crescidos outros monocristais, como dihidrogênio fosfato de potássio (KDP) e de TGS dopados. / We prepared large single crystals of triglycine sulphate (TGS) using method of crystal growth from aqueous solution. Results obtained by the characterization of single crystals showed a high optical and structural quality, basic properties for the future development of infrared radiation detectores. Voltage responsivity, time and espectral responses of a detector prototype built with single crystals are presented. General considerations about crystal growth theory are presented with bibliographical review of principal result on dependence of the linear growth rate with relative supersaturation respecting three crystallographical directions. An approach on growth rate is realized with one of the experiments, showing one of the mechanisms acting in the growing from solution. Due to DFCM (Departamento de Física e Ciência dos Materiais) and some research groups in country interests another single crystals were growed, potassium dihydrogen phosphate (KDP) and toped TGS.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2844.pdf: 8104591 bytes, checksum: 25c355afee14c3195e1a845ce51e8e6e (MD5) Previous issue date: 2010-02-22 / Universidade Federal de Sao Carlos / Particles of nanometric dimensions are subjected, in recent years, to extensive research all over the world, not only for the possible risks that they cause when inhaled, but also for the wide range of applications and improvements obtained with their employment. An interesting and economical form of generating these particles in the nanometric scale is through the atomization of a salt solution. With the atomization of the solution, a cloud of drops is generated, which is subsequently evaporated by heat exchange with the surrounding gas. The salt nanoparticles are then incorporate in the flowing gas, forming an aerosol. In this method, the size of the particles can be controlled by changing the concentration of the atomized solution. The present work had as objective the study of this generation mechanism. This study was made through the investigation of the size distributions of drops and particles at different salt concentrations. The nanoparticles were generated through the atomization of solutions of sodium chloride that were characterized regarding their density, viscosity and surface tension. In the atomization process two different atomizers were utilized. They were made of different material and geometry, but both were twin-fluid (gas-liquid) atomizers. One of the atomizers was built in the at DEQ-UFSCar and the other was a commercial inhalator named NS. The measurements of drop size distribution were made using the equipment Malvern Spraytec. The distribution of sizes and concentration of the particles were obtained through the electrical mobility particle analyzer SMPS, from TSI, where the sampling was made directly from the aerosol. The results showed that the increase in the concentration of the saline solution resulted in an increase of the particles median diameter. Also, an increment in the number of particles was observed with the increase in the saline solution concentration. The drop size distribution was associated to the physical properties of each solution and they did not show considerable variations as the solution of NaCl became more concentrated. These results discard the possibility that the number of particles increases due to an increment in the number of drops with salt concentration, since their size was virtually the same in all tests performed. The increase in the total number of nanoparticles is probably due to the drying mechanism of the drops. It was evidenced that a single drop generates more than a particle and that tendency increases with the concentration of the saline solution, tending asymptotically to a constant value. An empiric expression correlating the number of particles generated to the saline concentration of the atomized solution it is proposed and it represents well the experimental data. / Partículas de dimensões nanométricas estão, desde alguns anos, sendo alvo de pesquisa em todo o mundo, não apenas pelos possíveis riscos que oferecem quando inaladas, mas também pela ampla gama de aplicações e aperfeiçoamentos obtidos com o seu emprego. Uma forma interessante e econômica de gerar estas partículas de escala nanométrica é através da atomização de uma solução contendo sal. Com a atomização da solução, gera-se uma nuvem de gotas que são evaporadas pela troca de calor com o ambiente. As nanopartículas de sal são então incorporadas na corrente de ar seco, formando um aerossol. Neste método, o tamanho das partículas pode ser controlado pela concentração da solução atomizada. O presente trabalho teve como objetivo estudar o esse mecanismo de geração de nanopartículas. Este estudo foi feito através da investigação das distribuições de tamanho de gotas e partículas para diferentes concentrações de sal. As nanopartículas foram geradas através da atomização de soluções de cloreto de sódio de diferentes concentrações, sendo que tais soluções foram caracterizadas quanto à densidade, viscosidade e tensão superficial. No processo de atomização trabalhou-se com dois atomizadores distintos quanto ao material e geometria, mas ambos eram do tipo duplo-fluido (gás-líquido). Um dos atomizadores foi construído nas dependências do DEQ-UFSCar e o outro era um inalador comercial da marca NS. As medidas de distribuição de tamanhos das gotas foram feitas utilizando o equipamento Malvern Spraytec. A distribuição de tamanhos e a concentração das partículas foram determinadas por meio de um Analisador de Partículas por Mobilidade Elétrica (SMPS), da TSI, sendo a amostragem feita diretamente no aerossol. Os resultados referentes às nanopartículas mostraram que à medida que se aumentou a concentração da solução salina, observou-se um aumento do diâmetro médio das partículas, assim como um incremento no número das mesmas. Os dados de distribuição de tamanho de gotas foram associados às propriedades físicas de cada solução e não mostraram variações consideráveis à medida que a solução de NaCl tornava-se mais concentrada. Os resultados descartam a possibilidade de que o número de partículas aumente devido a um incremento no número de gotas, já que o diâmetro das mesmas foi virtualmente o mesmo em todos os testes realizados. O aumento do número total de nanopartículas é provavelmente devido ao mecanismo de secagem das gotas. Ficou evidenciado que uma gota gera mais que uma partícula e que essa tendência aumenta com a concentração da solução salina, tendendo assintoticamente a um valor constante. Uma expressão empírica correlacionando o número de partículas geradas à concentração salina da solução atomizada é proposta e representa com fidelidade os dados experimentais.

O perfil de concentração do soluto próximo à interface cristal/liquido foi estudado durante o processo de crescimento e dissolução de cristais de iodeto de mercúrio (\'ALFA\'-Hg\'I IND.2\') com a técnica óptica medida de fase par difração, denominada de \"diffrasor\". A técnica é simples, sensível a fenômenos hidrodinâmicos e pode ser usada tanto em macro com em micro-observações. Com essa técnica medimos, pela primeira vez, o perfil de concentração do soluto até 10 \'mu\'m da superfície do cristal. Os resultados mostram que o crescimento do \'ALFA\'-Hg\'I IND.2\' é fortemente afetado pela supersaturação da solução, a qualidade da superfície cristalina, a convecção da solução, a história do processo de crescimento e o número de faces vinculadas. A difusão do soluto e o fluxo interfacial são considerados os responsáveis pelo transporte de massa durante o processo de crescimento da face (001) do \'ALFA\'-Hg\'I IND.2\'. Uma anomalia no perfil de concentração próximo da interface foi detectada, pela primeira vez, durante a dissolução de um cristal de iodeto de mercúrio. Nós acreditamos QUe essa anomalia está diretamente associada aos fluxos de soluto. / The solute concentration profile near to the crystal/liquid inter-face was studied during mercuric iodide crystal growth and dissolution with phase measurement by diffraction optical technique - \"diffrasor\". It\'s simple, sensitive to hydrodynamics phenomena and may be used either in macro or in micro-observations. With this technique we measured, for the first time, the solute concentration profile up to 10 um from the a-Hg12 crystal surface- The state of the art results the us first that \'ALFA\'-Hg\'I IND.2\' is strongly affected by supersaturation, convenction in the solution, history of the growth process, surface quality and of the tied facets numbers- The solute diffusion and interfacial flow are considered responsible by mass transport during crystal growth. A anomaly in the concentration profile near interface was detected, for the first time, during the mercuric iodide crystal dissolution- We believe that this anomaly is directly associated with the solute flux during dissolution process.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work involved the preparation and characterization of an inclusion complex of Trimethoprim (TMP) a drug used in the treatment of infections and hydroxypropylgamma- cyclodextrin (HP-γ-CD). Owing to the low aqueous solubility of this drug, high dosages are required to provide a satisfactory therapeutic effect, although this also brings severe side effects to some patients. Thus here we aimed to increase the TMP aqueous solubility in order to potentially reduce the side effects by complexation in a CD derivative. Prior to the inclusion study, some relevant physiochemical parameters of the drug such as pKa, solubility in several pH values as well as absorption coefficient were determined. The inclusion complex has been prepared by the suspension method and collected by lyophilization. Primary evidence of the inclusion of TMP in HP-γ-CD was provided by the increase of the solubility in presence of HP -γ - CD, from the phase-solubility diagram obtained at different temperatures and pH values. The apparent stability constants K 1:1 for the complex formed at different temperatures and pH values were found strongly depend on the conditions, being higher at low pH. A 1:1 stoichiometry was suggested for the complex both from the phase-solubility diagram and from the continuous variation method Additional evidences of the inclusion were provided by thermal analysis (DSC), which suggested that TMP is not present in the sample as an isolated crystalline solid. The XRD analysis evidenced the loss of the TMP crystalline character in the complex, which is commonly observed for CD complexes but may be also a consequence of the lyophilization process. The presence of bands characteristic of both species was observed in the infrared spectrum of the complex. Although differences observed in the relative intensities cannot directly evidence complex formation, they don t exclude this possibility. Direct evidence of TMP inclusion in the CD cavities were given from 1H-1H bidimensional ROESY spectrum, which also showed that the inclusion mode involves penetration of the trimethoxyphenyl group in HP-γ-CD. / Este trabalho envolveu a preparação e caracterização de complexo de inclusão entre Trimetoprim (TMP), substância utilizada no tratamento de infecções, em hidroxipropil- γ-ciclodextrina (HP-γ-CD), objetivando o aumento da solubilidade aquosa do convidado. A baixa solubilidade do TMP torna necessário o uso de altas dosagens, causando diversos efeitos colaterais, que em testes futuros poderão ser reduzidos pelo aumento da solubilidade do mesmo. Determinaram-se, inicialmente, alguns parâmetros físico-químicos do fármaco e, posteriormente, preparou-se o complexo do mesmo em HP-γ-CD pelo método da suspensão. A ocorrência de inclusão foi evidenciada através do aumento da solubilidade do convidado em presença de HP-γ-CD, nos estudos do diagrama de solubilidade de fases em diferentes temperaturas e pH. Obteve-se, ainda a partir destes estudos, valores de 220,7 M-1 a 20oC e 144,7M-1 a 25oC e 55410 M-1 para pH 4,0; 2188 M-1 para pH 7,0 e 123 M-1 para pH 9,0 para a constante de associação do complexo, demonstrando interações relativamente fortes. A estequiometria 1:1 para o complexo foi sugerida tanto a partir do diagrama de solubilidades quanto pelo método das variações contínuas. Evidências adicionais da inclusão foram propiciadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC), que sugeriu que o TMP não se encontra como um sólido isolado. As análises dos difratogramas obtidos mostraram perda do padrão de ordenamento cristalino do TMP quando comparado ao difratograma do complexo, o que pode também ter resultado do processo de liofilização. A partir da análise por espectroscopia infravermelho, observou-se a presença de bandas de ambas as espécies (hospedeiro e convidado) no espectro da amostra HP-γ-CD/TMP coletada por liofilização. Contudo, diferenças observadas quanto a intensidades relativas e mascaramento de bandas não evidenciam diretamente a formação do complexo, porém não excluem tal possibilidade. De acordo com os resultados de espectroscopia de RMN 1H-1H bidimensional (ROESY), ficou evidenciada a inclusão do TMP na cavidade da HP-γ-CD, mostrando adicionalmente que a entrada na cavidade se dá através do grupo trimetoxifenila.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work involved the preparation and characterization of an inclusion complex of Trimethoprim (TMP) a drug used in the treatment of infections and hydroxypropylgamma- cyclodextrin (HP-γ-CD). Owing to the low aqueous solubility of this drug, high dosages are required to provide a satisfactory therapeutic effect, although this also brings severe side effects to some patients. Thus here we aimed to increase the TMP aqueous solubility in order to potentially reduce the side effects by complexation in a CD derivative. Prior to the inclusion study, some relevant physiochemical parameters of the drug such as pKa, solubility in several pH values as well as absorption coefficient were determined. The inclusion complex has been prepared by the suspension method and collected by lyophilization. Primary evidence of the inclusion of TMP in HP-γ-CD was provided by the increase of the solubility in presence of HP -γ - CD, from the phase-solubility diagram obtained at different temperatures and pH values. The apparent stability constants K 1:1 for the complex formed at different temperatures and pH values were found strongly depend on the conditions, being higher at low pH. A 1:1 stoichiometry was suggested for the complex both from the phase-solubility diagram and from the continuous variation method Additional evidences of the inclusion were provided by thermal analysis (DSC), which suggested that TMP is not present in the sample as an isolated crystalline solid. The XRD analysis evidenced the loss of the TMP crystalline character in the complex, which is commonly observed for CD complexes but may be also a consequence of the lyophilization process. The presence of bands characteristic of both species was observed in the infrared spectrum of the complex. Although differences observed in the relative intensities cannot directly evidence complex formation, they don t exclude this possibility. Direct evidence of TMP inclusion in the CD cavities were given from 1H-1H bidimensional ROESY spectrum, which also showed that the inclusion mode involves penetration of the trimethoxyphenyl group in HP-γ-CD. / Este trabalho envolveu a preparação e caracterização de complexo de inclusão entre Trimetoprim (TMP), substância utilizada no tratamento de infecções, em hidroxipropil- γ-ciclodextrina (HP-γ-CD), objetivando o aumento da solubilidade aquosa do convidado. A baixa solubilidade do TMP torna necessário o uso de altas dosagens, causando diversos efeitos colaterais, que em testes futuros poderão ser reduzidos pelo aumento da solubilidade do mesmo. Determinaram-se, inicialmente, alguns parâmetros físico-químicos do fármaco e, posteriormente, preparou-se o complexo do mesmo em HP-γ-CD pelo método da suspensão. A ocorrência de inclusão foi evidenciada através do aumento da solubilidade do convidado em presença de HP-γ-CD, nos estudos do diagrama de solubilidade de fases em diferentes temperaturas e pH. Obteve-se, ainda a partir destes estudos, valores de 220,7 M-1 a 20oC e 144,7M-1 a 25oC e 55410 M-1 para pH 4,0; 2188 M-1 para pH 7,0 e 123 M-1 para pH 9,0 para a constante de associação do complexo, demonstrando interações relativamente fortes. A estequiometria 1:1 para o complexo foi sugerida tanto a partir do diagrama de solubilidades quanto pelo método das variações contínuas. Evidências adicionais da inclusão foram propiciadas por calorimetria diferencial de varredura (DSC), que sugeriu que o TMP não se encontra como um sólido isolado. As análises dos difratogramas obtidos mostraram perda do padrão de ordenamento cristalino do TMP quando comparado ao difratograma do complexo, o que pode também ter resultado do processo de liofilização. A partir da análise por espectroscopia infravermelho, observou-se a presença de bandas de ambas as espécies (hospedeiro e convidado) no espectro da amostra HP-γ-CD/TMP coletada por liofilização. Contudo, diferenças observadas quanto a intensidades relativas e mascaramento de bandas não evidenciam diretamente a formação do complexo, porém não excluem tal possibilidade. De acordo com os resultados de espectroscopia de RMN 1H-1H bidimensional (ROESY), ficou evidenciada a inclusão do TMP na cavidade da HP-γ-CD, mostrando adicionalmente que a entrada na cavidade se dá através do grupo trimetoxifenila.