The Swedish city of Uppsala is growing and will be expanded. To manage the increase in traffic, a tramway is being planned. It is vital to make the construction and the tramway tracks sustainable. This is explored to study carbon dioxide emissions related to tramway track materials as well as their wear and service life. This project investigates sustainability, the tramway track constituents, rail steel, the rails' wear, rail surface treatments that could minimize wear and increase service life, materials surrounding the rails, and the production of the most used materials in tramway tracks. A literature study is conducted to compare different options for materials and treatments. The municipality of Uppsala's climate goals, technical standards and regulations, articles and studies about the mentioned topics, amongst other sources, are considered and compared. The results include a rough estimation of the material consumption and carbon dioxide emissions. Asphalt tracks have the lowest emissions of the different surrounding material options. The steel consumption and carbon dioxide emissions for the vignole rails are less than for grooved rails and the concrete consumption for grass tracks is slightly less compared to edilon tracks. It is also possible to switch from regular perlitic rail steel to bainitic rail steel when needed. Laser hardening, UNSM, and thermal plasma hardening decrease the rails' wear (rates) considering increased surface hardness. / Uppsala är en växande stad och därför ska Södra staden byggas ut. Spårvagnstrafik planeras för att hantera den kommande trafikbelastning. Det är viktigt att göra konstruktionen av spårvägen till spårvagnen så hållbar och miljövänlig som möjligt. Detta utreds i denna rapport för att undersöka koldioxidutsläpp från spårvägens material samt dess slitage och livslängd. Rapporten undersöker hållbarhet, hur spårvägarna ser ut och dess olika delar, rälstål, rälernas slitage, ytbehandlingar till rälarna som kan minimera slitage och öka livslängden, samt tillverkningen av de mest förekommande materialen i spårvagnars spårvägar. En litteraturstudie genomförs för att jämföra olika materialvals- och behandlingsalternativ. Uppsala kommuns klimatmål, tekniska standarder och regelverk, artiklar och studier om de nämnda ämnena, bland andra resurser, används och jämförs. Studiens resultat inkluderar en grov uppskattning av materialåtgången och koldioxidutsläpp. Det blir minst koldioxidutsläpp från asfaltsspår när det gäller de omgivande materialen. Stålåtgången och koldioxidutsläppen för vignolräler är mindre än för gaturäler och betongåtgången blir lite mindre för grässpår jämfört med edilonspår. Det är även möjligt att byta från vanligt perlitiskt rälstål till bainitiskt rälstål vid behov. Laserhärdning, UNSM och termisk plasma härdning minskar rälernas slitage med avseende på framförallt ökningar av ythårdhet.

O titânio e suas ligas são biomateriais metálicos extensamente utilizados em aplicações médicas e odontológicas, apesar de não formarem ligação química com o osso circundante. Por isto é desejável técnicas que proporcionem a bioatividade na superfície desses metais. A proposta deste estudo foi avaliar e comparar, por testes in vitro e in vivo o comportamento de Ticp e da liga Ti-13Nb-13Zr utilizando diferentes tratamentos de superfície frente à formação do recobrimento biomimético e ao processo de osteointegração. Foram utilizadas placas comerciais de Ti e amostras da liga e de Ticp, obtidas por M/P. As amostras foram submetidas a quatro diferentes tratamentos de superfície (padrão - tratamento alcalino; 1°- tratamento alcalino e térmico; 2°- tratamento ácido e alcalino; 3º- tratamento alcalino, CaCl2, térmico e água quente), analisadas quanto à formação de apatita em SBF em períodos de 1 a 21 dias. Os recobrimentos obtidos foram caracterizado por MEV e DRIFT. Para a avaliação in vivo dos implantes, obtidos por M/P, de Ticp e da liga, com e sem tratamentos superficiais, foram utilizados coelhos adultos machos. A avaliação teve duração de 7 semanas em que foram aplicados marcadores celulares ósseos em tempos e sequência específicos do pós-operatório. Na avaliação in vitro, os recobrimentos de maior espessura foram nas amostras obtidas por M/P, comparativamente à amostra laminada. Todos os tratamentos foram efetivos na promoção da bioatividade. O 2º tratamento obteve recobrimento com maior espessura nos períodos avaliados para todas as superfícies. Na avaliação in vivo, ocorreu crescimento ósseo com osteointegração em todos os implantes com e sem tratamentos superficiais. O crescimento ósseo na interface osso/implante ocorreu de forma contínua em todo o período de reparação para o Ticp, o Ticp com tratamento padrão, o Ticp com o 2º tratamento e a liga com o 1° tratamento; e ocorreu de forma mais intensa no primeiro e terceiro período de reparação para os demais implantes. Os resultados dos testes in vitro e in vivo não são passíveis de analogia direta neste estudo, pois forneceram informações importantes sobre a formação, morfologia e taxa de aposição do recobrimento aos diferentes tratamentos de superfície e a efetividade da osteointegração destes tratamentos de superfície em modelo animal. / Titanium and its alloys are widely used metallic biomaterials in medical and dental applications for patient rehabilitation. However, these materials cannot bond with surrounding bone. For this reason, it is desirable to provide a bone-bonding ability for metallic surface. The aim of this study was to evaluate and compare in vitro and in vivo tests of Ti and Ti-13Nb-13Zr alloy subjected to different surface treatments. Laminate titanium plates and Ti and alloy Ti samples obtained by powder metallurgy were used in this study. The samples were subjected to four different surface treatments (pattern- alkali treatment; 1°- alkali and heat treatments; 2°- acid and alkali treatments; 3°- alkali, CaCl2,heat and hot water treatments) and evaluated for apatite coating in SBF for periods of 1 to 21 days. The coated specimens were analyzed by SEM (surface and cross section) and DRIFT. For in vivo evaluation of osseointegration were used Ticp and alloy implants obtained by powder metallurgy with and without surface treatments in male adult rabbits. The evaluation was 7 weeks which were applied bone cell markers at selected times. In vitro evaluation, surfaces obtained by powder metallurgy had a coating of greater thickness when compared to the laminate surface. All treatments were effective in promoting the bioactivity. The 2nd treatment provided coating thicker in the evaluation periods for all surfaces. The osseointegration occurred in all implants with and without surface treatments. However, growth in the bone/ implant interface was continued all over repair period for Ticp, Ticp with pattern treatment, Ticp with 2nd treatment and alloy with 1st treatment. Bone growth in interface occurred more intensely for first and third period to repair for remaining implants. In vitro and in vivo tests are not liable to direct analogy in this study because provided important information on the formation, morphology and apposition rate of coating on different surface treatments and the effectiveness of osseointegration in animal model.

A presente pesquisa se propôs a avaliar a influência de cinco tratamentos dentinários na resistência de união à dentina de quatro cimentos de ionômero de vidro modificados por resina (CIVRMs). O ensaio experimental foi realizado in vitro, fazendo uso de 200 incisivos bovinos. Destes, foram obtidos 200 fragmentos de dentina, que foram distribuídos aleatoriamente em 20 grupos (n=10), segundo os fatores de variação que compreendem cinco tratamentos dentinários (Grupo controle, ou seja, sem tratamento; Ácido Poliacrílico a 20%, Clearfil SE Bond; Single Bond Universal e Primer do Vitremer) e quatro cimentos ionoméricos (GC Fuji II LC® CAPSULE; GC Fuji LINING® LC (Paste Pak); Vitrebond® e Vitremer). Após a confecção dos corpos de prova e 24h de armazenamento em estufa à 37oC, foi realizado o teste de microcisalhamento na máquina de ensaios universal (Instron 5942 - Canton, MA, EUA) com velocidade de 1mm/min, seguido da análise do padrão de fratura em microscópio digital. A análise estatística dos 400 resultados obtidos foi feita por meio do teste paramétrico ANOVA para dois fatores de variação (cimento e tratamento) (p<0,05%) e pelo teste auxiliar de Tukey (p<0,05%). Os testes estatísticos demonstraram haver diferença estatística tanto entre os tratamentos, como entre os cimentos e na interação de ambos (p<0,0001). Os sistemas adesivos Clearfil SE (X?=18,26 ± 2,78) e SingleBond (X?=17,28 ± 2,49) promoveram os valores de resistência adesiva mais elevados em comparação aos demais tratamentos, mas sem apresentarem diferença estatística entre si, o que representou um aumento na resistência de união de 121% para o Clearfil SE e 109,2% para o Single Bond Universal em relação ao Grupo Controle. O uso do Ácido Poliacrílico (X?=9,94 ± 3,55) alcançou valores intermediários, correspondendo a um aumento de 20% na resistência adesiva em relação ao Grupo Controle. Esse tratamento se diferenciou estatisticamente dos maiores valores, porém não apresentou diferença frente ao Primer do Vitremer (X?=8,91 ± 2,97). O grupo controle (X?=8,26 ± 4,17) evidenciou os menores valores, se diferenciando estatisticamente dos sistemas adesivos e do Ácido Poliacrílico, mas com resultados que o equiparou ao tratamento com o Primer do Vitremer. Ao se analisar a interação entre cimento e tratamento, todos os cimentos de ionômero de vidro resinomodificados (CIVRMs) testados neste estudo apresentaram seus maiores resultados quando um dos sistemas adesivos foi utilizado como tratamento dentinário, independente de qual sistema adesivo. Com base nesses resultados, pôde-se concluir que os dois sistemas adesivos autocondicionantes foram capazes de melhorar significativamente a resistência adesiva dos CIVRMs. / This research aims to evaluate the influence of five dentin pretreatments on microshear bond strength of four resin-modified glass ionomer (RMGI). The experiment was performed in vitro, using 200 bovine incisors. From these, there were obtained 200 dentine fragments that were randomly distributed into 20 groups (n = 10) according to the variation factors comprising five dentin treatment (control group, i.e., no treatment; Polyacrylic Acid 20%; Clearfil SE Bond; Single Bond Universal and Vitremer Primer) and four glass ionomer cements (GC Fuji II LC® CAPSULE; GC Fuji LC LINING® (Paste Pak); Vitrebond® and Vitremer). After preparation of the samples and 24h storage at 37 °C, was performed microshear test in a universal testing machine (Instron 5942 - Canton, MA, USA) with speed of 1mm/min, followed by analysis of the pattern fractures in digital microscope. Statistical analysis of the 400 results was performed by ANOVA nonparametric test for two variation factors (cement and treatment) (p <0.05%) and the post-hoc Tukey (p <0.05%). The tests demonstrated there are statistical difference between treatments, cements and between the interaction of both (p <0.0001). The Clearfil SE (X?=18,26 ± 2,78) and SingleBond (X?=17,28 ± 2,49) promoted the highest bond strength values compared to the other treatments, but showing no statistical difference between them, which represented an increase in bond strength of 121% for Clearfil SE and 109.2% for Single Bond Universal compared to control group. The Polyacrylic Acid (X?=9,94 ± 3,55) has reached intermediate values, corresponding to a 20% increase in adhesive strength compared to control group. This treatment differed significantly from the higher values, but showed no difference compared to Primer Vitremer (X?=8,91 ± 2,97). The control group (X?=8,26 ± 4,17) showed the lowest values, statistically differing from the adhesives and polyacrylic acid, but with results that matched to the treatment with Vitremer Primer. When analyzing the interaction between cement and treatment, all cements tested in this study had higher results when one of the adhesive systems was used as dentin treatment, regardless of which adhesive system. Based on these results, it could be concluded that the two adhesive systems were able to significantly improve the adhesive strength of RMGIs.

O titânio e suas ligas são biomateriais metálicos extensamente utilizados em aplicações médicas e odontológicas, apesar de não formarem ligação química com o osso circundante. Por isto é desejável técnicas que proporcionem a bioatividade na superfície desses metais. A proposta deste estudo foi avaliar e comparar, por testes in vitro e in vivo o comportamento de Ticp e da liga Ti-13Nb-13Zr utilizando diferentes tratamentos de superfície frente à formação do recobrimento biomimético e ao processo de osteointegração. Foram utilizadas placas comerciais de Ti e amostras da liga e de Ticp, obtidas por M/P. As amostras foram submetidas a quatro diferentes tratamentos de superfície (padrão - tratamento alcalino; 1°- tratamento alcalino e térmico; 2°- tratamento ácido e alcalino; 3º- tratamento alcalino, CaCl2, térmico e água quente), analisadas quanto à formação de apatita em SBF em períodos de 1 a 21 dias. Os recobrimentos obtidos foram caracterizado por MEV e DRIFT. Para a avaliação in vivo dos implantes, obtidos por M/P, de Ticp e da liga, com e sem tratamentos superficiais, foram utilizados coelhos adultos machos. A avaliação teve duração de 7 semanas em que foram aplicados marcadores celulares ósseos em tempos e sequência específicos do pós-operatório. Na avaliação in vitro, os recobrimentos de maior espessura foram nas amostras obtidas por M/P, comparativamente à amostra laminada. Todos os tratamentos foram efetivos na promoção da bioatividade. O 2º tratamento obteve recobrimento com maior espessura nos períodos avaliados para todas as superfícies. Na avaliação in vivo, ocorreu crescimento ósseo com osteointegração em todos os implantes com e sem tratamentos superficiais. O crescimento ósseo na interface osso/implante ocorreu de forma contínua em todo o período de reparação para o Ticp, o Ticp com tratamento padrão, o Ticp com o 2º tratamento e a liga com o 1° tratamento; e ocorreu de forma mais intensa no primeiro e terceiro período de reparação para os demais implantes. Os resultados dos testes in vitro e in vivo não são passíveis de analogia direta neste estudo, pois forneceram informações importantes sobre a formação, morfologia e taxa de aposição do recobrimento aos diferentes tratamentos de superfície e a efetividade da osteointegração destes tratamentos de superfície em modelo animal. / Titanium and its alloys are widely used metallic biomaterials in medical and dental applications for patient rehabilitation. However, these materials cannot bond with surrounding bone. For this reason, it is desirable to provide a bone-bonding ability for metallic surface. The aim of this study was to evaluate and compare in vitro and in vivo tests of Ti and Ti-13Nb-13Zr alloy subjected to different surface treatments. Laminate titanium plates and Ti and alloy Ti samples obtained by powder metallurgy were used in this study. The samples were subjected to four different surface treatments (pattern- alkali treatment; 1°- alkali and heat treatments; 2°- acid and alkali treatments; 3°- alkali, CaCl2,heat and hot water treatments) and evaluated for apatite coating in SBF for periods of 1 to 21 days. The coated specimens were analyzed by SEM (surface and cross section) and DRIFT. For in vivo evaluation of osseointegration were used Ticp and alloy implants obtained by powder metallurgy with and without surface treatments in male adult rabbits. The evaluation was 7 weeks which were applied bone cell markers at selected times. In vitro evaluation, surfaces obtained by powder metallurgy had a coating of greater thickness when compared to the laminate surface. All treatments were effective in promoting the bioactivity. The 2nd treatment provided coating thicker in the evaluation periods for all surfaces. The osseointegration occurred in all implants with and without surface treatments. However, growth in the bone/ implant interface was continued all over repair period for Ticp, Ticp with pattern treatment, Ticp with 2nd treatment and alloy with 1st treatment. Bone growth in interface occurred more intensely for first and third period to repair for remaining implants. In vitro and in vivo tests are not liable to direct analogy in this study because provided important information on the formation, morphology and apposition rate of coating on different surface treatments and the effectiveness of osseointegration in animal model.

Block copolymer self-assembly has demonstrated sub-optical lithographic resolution . High values of chi, the block copolymer interaction parameter, are required to achieve next-generation lithographic resolution . Unfortunately, high values of chi can lead to thin film orientation control difficulties , which are believed to be caused by large differences in the surface energy of each block relative to the substrate and the free surface. The substrate-block interface can be modified to achieve a surface energy intermediate to that of each individual block ; the air-polymer interface, however, presents additional complications. This thesis describes the synthesis of polymers for top coat surface treatments, which are designed to modify the surface energy of the air-block copolymer interface and enable block copolymer orientation control upon thermal annealing. Polymers with β-keto acid functionality were synthesized to allow polarity switching upon decarboxylation. Syntheses of anhydride containing polymers were established that provide another class of polarity switching materials. / text

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Made available in DSpace on 2016-12-08T15:56:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 resumo_tese_jailson.pdf: 23265 bytes, checksum: b07872d3a76d255957938018e065720f (MD5) Previous issue date: 2015-09-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Dental implants are gaining ground in the dental setting for offering the promise of a quick fix for anchoring in the bone. In the design of an implant endosseous many factors must be considered to ensure its success, the choice of material, manufacturing process, design, surface finish, surgical technique, among others. And the results of treatment with dental implants are critically dependent on the implant surface designs that improve the biological response of initial endosteal healing. Titanium is the material used in the manufacture of dental implants due to their good properties as good corrosion resistance, biocompatibility, low modulus of elasticity and excellent osseointegration compared to other metals. In this work surface treatments were performed to favor osseointegration of titanium dental implants. Blasting treatments were performed and etching to increase the roughness of the samples. The blasting was done with alumina varying the particle size of 150 to 700 mm, and the blasting pressure of 0.1 to 0.4 MPa. In the acid attack was determined the acid / acid mixture of attack, concentration and attack time. HCl and the mixture HCl / HNO3 and HCl / H2SO4 were analyzed; concentration ranging from 0.5 to 6 M, and the attack time 30 to 90 minutes under stirring and ultrasound in Dubnoff bath. The alkali treatment was investigated by analyzing the concentration of 1 - 3 M in times of 1 to 10 hours under stirring in Dubnoff bath and ultrasound. In the plasma nitriding treatment, a gaseous mixture (49% N2, 49% Ar and 2% CH4) at a temperature of 600 ° C, 700 V of voltage and current of 1.0 A was evaluated on times 3 and 6 hours. The evaluation of treatments was carried out by means of surface roughness measurements, contact angle measurements, scanning electron microscopy (SEM), diffraction X-ray (XRD), Raman spectroscopy, atomic force microscopy 14 (AFM) and testing in vivo. The in vivo evaluation was divided into two studies in sheep, the first deployment with the pelvic bone and the second samples were implanted in the tibia. Both studies evaluated the treatments compared to the machined samples and grit blasted and etched with acid. The blasting parameters of titanium surfaces were defined in blasting with alumina 150 mm in pressure of 0.1 MPa; The acid attack was defined as treatment with mixture HCl / H2SO4 concentrations of 2 M / 3 M for 30 minutes under stirring with ultrasound. The combination of sandblasting and etching resulted in average roughness (Sa) of 1.66 mm, 48 degree contact angle, fully textured surface topography. The alkali treatment was defined attack with 2 M NaOH for an hour with stirring under ultrasound. It resulted in average surface roughness (Sa) of 1.58 mm, contact angle close to zero and phase of sodium titanate. The nitriding was set at 6 hours with roughness results (Sa) of 1.42 mm, contact angle of 31 degrees and phases Ti2N and Ti3N1,29. Surfaces treated with alkali showed better results of counter-torque and bone-implant contact in the first study in vivo. In the second study the nitrided samples also showed increased counter-torque and bone formation. / Os implantes osseointegrados vêm ganhando maior espaço no cenário odontológico, por oferecerem uma promessa de solução para a rápida ancoragem no osso. No projeto de um implante endósseo muitos fatores devem ser considerados para garantir o seu sucesso, a escolha do material, o processo de fabricação, design, acabamento superficial, a técnica cirúrgica, entre outras. Sendo que os resultados do tratamento com implantes osseointegrados são criticamente dependentes dos projetos de superfície do implante que aperfeiçoam a resposta biológica de cura endóssea inicial. O titânio é o material mais utilizado na fabricação de implantes dentários devido as suas boas propriedades como, boa resistência à corrosão, biocompatibilidade, baixo módulo de elasticidade e excelente osseointegração quando comparado com outros metais. Neste trabalho foram realizados tratamentos de superfície para favorecer a osseointegração de implantes dentários de titânio. Foram realizados tratamentos de jateamento e ataque ácido para aumentar a rugosidade das amostras. O jateamento foi realizado com alumina variando o tamanho de partícula de 150 a 700 mm, e a pressão de jateamento de 0,1 a 0,4 MPa. No ataque ácido foram determinados o ácido/mistura ácida de ataque, a concentração e o tempo de ataque. Foram analisados o HCl e as misturas HCl/HNO3 e HCl/H2SO4; variando a concentração de 0,5 a 6 M e o tempo de ataque de 30 a 90 minutos sob agitação em banho Dubnoff e ultrassom. O tratamento alcalino foi investigado analisando a concentração de 1 a 3 M nos tempos de 1 a 10 horas sob agitação em banho Dubnoff e ultrassom. No tratamento de nitretação a plasma, a mistura gasosa (49% N2, 49% Ar e 2% de CH4) na temperatura de 600 oC, tensão de 700 V e corrente de 1,0 A, foi avaliada nos tempos de 3 e 6 horas. A avaliação dos tratamentos foi realizada por meio de medidas de 12 rugosidade da superfície, ângulo de contato, microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX), espectroscopia Raman, microscopia de força atômica (AFM) e ensaios in vivo. A avaliação in vivo foi dividida em dois estudos em ovelhas, no primeiro com implantação no osso ilíaco e no segundo as amostras foram implantadas nas tíbias. Ambos os estudos avaliaram os tratamentos em comparação com as amostras usinadas e as jateadas e atacadas com ácido. Os parâmetros de jateamento das superfícies de titânio foram definidos em jateamento com alumina 150 mm na pressão de 0,1 MPa; o ataque ácido foi definido em tratamento com mistura HCl/H2SO4 nas concentrações de 2 M/ 3 M por 30 minutos sob agitação com ultrassom. A combinação do jateamento e ataque ácido resultou em rugosidade média (Sa) de 1,66 mm, ângulo de contato de 48 graus, topografia de superfície totalmente texturizada. O tratamento alcalino foi definido em ataque com NaOH 2 M por uma hora com agitação em ultrassom, resultndo em rugosidade média de superfície (Sa) de 1,58 mm, ângulo de contato próximo a zero e fases de titanato de sódio. A nitretação foi definida em 6 horas com resultados de rugosidade (Sa) de 1,42 mm, ângulo de contato de 31 graus e fases de Ti2N e Ti3N1,29. As superfícies tratadas com álcali mostraram melhores resultados de contra-torque e contato osso-implante no primeiro estudo in vivo. No segundo estudo as amostras nitretadas também mostraram maior contra-torque e formação óssea.