abstract: A piezoelectric transducer, comprised of electroded and active pad PZT layer atop a backing PZT layer and protected with an acoustic matching layer, and operating under a pulse-echo technique for longitudinal ultrasonic imaging, acts as both source and detector. Ultrasonic transducer stacks (modules), which had failed or passed during pulse-echo sensitivity testing, were received from Consortium X. With limited background information on these stacks, the central theme was to determine the origin(s) of failure via the use of thermal and physicochemical characterization techniques. The optical and scanning electron microscopy revealed that contact electrode layers are discontinuous in all samples, while delaminations between electrodes and pad layer were observed in failed samples. The X-ray diffraction data on the pad PZT revealed an overall c/a ratio of 1.022 ratio and morphotropic boundary composition, with significant variations of the Zr to Ti ratio within a sample and between samples. Electron probe microanalysis confirmed that the overall Zr to Ti ratio of the pad PZT was 52/48, and higher amounts of excess PbO in failed samples, whereas, inductively coupled plasma mass spectrometry revealed the presence of Mn, Al, and Sb (dopants) and presence of Cu (sintering aid) in in this hard (pad) PZT. Additionally, three exothermic peaks during thermal analysis was indicative of incomplete calcination of pad PZT. Moreover, transmission electron microscopy and scanning transmission electron microscopy revealed the presence of parylene at the Ag-pad PZT interface and within the pores of pad PZT (in failed samples subjected to electric fields). This further dilutes the electrical, mechanical, and electromechanical properties of the pad PZT, which in turn detrimentally influences the pulse echo sensitivity. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Materials Science and Engineering 2018

abstract: A system for illuminating a sample in situ with visible and UV light inside a transmission electron microscope was devised to study photocatalysts. There are many factors which must be considered when designing and building such a system. These include both mechanical, optical, and electron optical considerations. Some of the restrictions posed by the electron microscope column are significant, and care must be taken not to degrade the microscope's electron optical performance, or to unduly restrict the other current capabilities of the microscope. The nature of these various design considerations is discussed in detail. A description of the system that has been added to the microscope at ASU, an FEI Tecnai F20 environmental transmission electron microscope is also given. The system includes a high brightness broadband light source with optical filters, a fiber to guide the light to the sample, and a system for precisely aligning the fiber tip. The spatial distribution and spectrum of the light reaching the sample has been characterized, and is described in detail. / Dissertation/Thesis / M.S. Materials Science and Engineering 2012

abstract: Topological insulators with conducting surface states yet insulating bulk states have generated a lot of interest amongst the physics community due to their varied characteristics and possible applications. Doped topological insulators have presented newer physical states of matter where topological order co&ndashexists; with other physical properties (like magnetic order). The electronic states of these materials are very intriguing and pose problems and the possible solutions to understanding their unique behaviors. In this work, we use Electron Energy Loss Spectroscopy (EELS) – an analytical TEM tool to study both core&ndashlevel; and valence&ndashlevel; excitations in Bi2Se3 and Cu(doped)Bi2Se3 topological insulators. We use this technique to retrieve information on the valence, bonding nature, co-ordination and lattice site occupancy of the undoped and the doped systems. Using the reference materials Cu(I)Se and Cu(II)Se we try to compare and understand the nature of doping that copper assumes in the lattice. And lastly we utilize the state of the art monochromated Nion UltraSTEM 100 to study electronic/vibrational excitations at a record energy resolution from sub-nm regions in the sample. / Dissertation/Thesis / M.S. Materials Science and Engineering 2013

Septinas são GTPases consideradas como um novo componente do citoesqueleto. Essas proteínas interagem entre si para formar heterocomplexos filamentosos e estruturas de alta ordem que são importantes para a citocinese e uma variedade de outros processos celulares. Existem muitos aspectos mecânicos dessas proteínas que não são totalmente compreendidos, incluindo a forma como os heterocomplexos se agrupam corretamente. Em humanos, há 13 genes que codificam septinas, classificadas em quatro grupos quanto à similaridade em relação à estrutura primária. O complexo hexamérico SEPT7-SEPT6-SEPT2-SEPT2-SEPT6-SEPT7 foi o melhor caracterizado, com uma estrutura cristalina resolvida à 4 Å. Segundo às Regras de Kinoshita, as septinas desse complexo podem ser substituídas nesse arranjo por outras pertencentes ao mesmo grupo. Neste trabalho utilizamos a técnica de microscopia eletrônica de transmissão com análise de partícula única para estudar dois complexos de septinas. Um dos complexos estudados neste projeto é formado por septinas humanas, para as quais atualmente não há informações estruturais disponíveis. O complexo SEPT5-SEPT6-SEPT7 foi expresso heterólogamente em E. coli e purificado em alta concentração salina para evitar a polimerização. A análise de partículas únicas de imagens por contrastação negativa mostrou a presença de partículas alongadas de aproximadamente 25 nm de comprimento, compostos por seis monômeros, como esperado. Com o objetivo de localizar a posição da SEPT5 no complexo, foi realizada uma fusão com MBP (Maltose Binding Protein) e imunomarcação com anticorpo monoclonal anti-SEPT5, concluindo que a SEPT5 está localizada na extremidade do complexo hexamérico. Porém, a SEPT5 pertence ao mesmo grupo da SEPT2, que foi relatada estar localizada no centro do hexâmero. Este resultado possibilitou uma nova discussão sobre a maneira que as septinas formam os complexos e, como a sensibilidade à concentração salina está relacionada com a fragilidade da interface NC, análogo ao observado em complexos de Saccharomyces cerevisiae. Um complexo de Ciona intestinalis incluindo a SEPT2, SEPT6, SEPT7 e SEPT9, também expresso heterólogamente em E. coli, foi preparado por contrastação negativa. A análise de partícula única das imagens coletadas mostrou um heterocomplexo aparentemente hexamérico, embora fosse esperado um octâmero devido à presença das quatro septinas diferentes, sendo uma pertencente à cada um dos quatro grupos. Os resultados deste trabalho proporcionaram um avanço na compreensão da formação de heterocomplexos de septinas e como essas proteínas interagem umas com as outras nesta montagem. / Septins are GTPases that appear to be a novel component of the cytoskeleton. These proteins interact with each other to form filamentous heterocomplexes and high order structures which are important for cytokinesis and a variety of other cellular processes. There are many mechanistic aspects of these proteins that are not fully understood, including how the heterocomplexes correctly assemble. In humans, there are 13 genes encoding septins, classified in four groups based on primary structure. The SEPT7-SEPT6-SEPT2-SEPT2-SEPT6-SEPT7 hexameric complex was the best characterized, with a crystalline structure solved at 4 Å. According to Kinoshita´s Rules, the septins of this complex can be replaced in this arrangement by others belonging to the same group. In this work, we used transmission electron microscopy with single particle analysis to study two septin complexes. One of the complexes studied in this project is composed of three human septins, for which there is currently no structural information available. The SEPT5-SEPT6-SEPT7 complex was heterologously expressed in E. coli and purified at high salt concentration to avoid polymerization. Single particle analysis of negatively stained samples showed the presence of elongated particles of approximately 25 nm in length. To locate SEPT5 in the complex, a fusion with MBP (Maltose Binding Protein) and immunoblotting with anti-SEPT5 monoclonal antibody was performed, concluding that SEPT5 is located at the end of the hexameric complex. However, SEPT5 belongs to the same group as SEPT2, which was reported to be located in the center of the hexamer. This result allowed for a new discussion on the way that septins form heterocomplexes and also, on how the sensitivity of the NC interface in related to salt concentration, analogous to that observed in the heterocomplex of Saccharomyces cerevisiae. A Ciona intestinalis complex including SEPT2, SEPT6, SEPT7 and SEPT9, also expressed heterologously in E. coli, was prepared by negative staining. The single particle analysis of the collected images showed an apparently hexameric heterocomplex, although an octamer was expected due to the presence of the four different septins, one belonging to each of the four groups. The results of this work represent advances in the understanding of the formation of septin heterocomplexes and how these proteins interact with each other during assembly.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:30Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os eletrocatalisadores PtSnRh suportados em carbono-Sb2O5.SnO2, com 20% de massa de metal, foram preparados pelo método de redução por álcool, utilizando H2PtCl6.6H2O (Aldrich), RhCl3.xH2O (Aldrich) e SnCl2.2H2O (Aldrich), como fontes de metais; Sb2O5.SnO2 (ATO) e carbono Vulcan XC72, como suporte; e etileno glicol como agente redutor. Os eletrocatalisadores obtidos foram caracterizados fisicamente por difração de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). Por meio dos difratogramas observou-se que os eletrocatalisadores PtSnRh/C-ATO possuem estrutura CFC para a Pt e ligas de Pt, além de vários picos associados ao SnO2 e ATO. Os tamanhos médios dos cristalitos ficaram entre 2 e 4 nm. Por meio das micrografias verificou-se uma boa distribuição das nanopartículas sobre o suporte. Os tamanhos médios das partículas ficaram entre 2 e 3 nm, com boa concordância para os tamanhos médios dos cristalitos. Os desempenhos dos eletrocatalisadores foram analisados por meio de técnicas eletroquímicas e em condições reais de operação utilizando uma célula a combustível unitária alimentada diretamente por etanol. Na cronoamperometria, a temperatura de 50ºC, os eletrocatalisadores com proporção de 85%C+15%ATO para o suporte, apresentaram a melhor atividade, e as proporções atômicas que obtiveram os melhores resultados foram PtSnRh(70:25:05) e (90:05:05). Nos experimentos em célula, o eletrocatalisador PtSnRh(70:25:05)/85C+15ATO apresentou o melhor desempenho. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:37:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:00:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 05329.pdf: 16832851 bytes, checksum: 8ef7bf6a007d858e609a66ba4b70e107 (MD5) / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Custo e durabilidade ainda são os maiores impeditivos para a entrada das células a combustível no mercado de dispositivos usados para produção de eletricidade. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a durabilidade dos conjuntos eletrodo-membrana-eletrodo (MEAs) produzidos no IPEN pelo método de impressão à tela para uso em células a combustível do tipo PEM. Para tanto, foi necessário desenvolver um protocolo adequado de teste de durabilidade de longa duração, visando obter estimativas da taxa de queda do potencial elétrico da célula a combustível ao longo do tempo e, assim, fazer inferência a respeito do tempo de vida deste dispositivo. Os MEAs testados durante este estudo foram preparados pelo método de impressão à tela com catalisador de Pt/C comercial e membrana Nafion® 115. O aprimoramento do protocolo de teste de durabilidade de longa duração se deu pela escolha dos procedimentos a serem executados e pelo ajuste de alguns parâmetros de operação da célula a combustível, tais como temperatura da célula, fluxo de H2 e fluxo de O2. Para a análise dos dados obtidos com os testes, foram aplicados métodos estatísticos de ajuste de modelos e curvas de polarização. Além disso, amostras da camada catalítica de um dos MEAs utilizados nos testes de durabilidade de longa duração foram analisadas por meio de microscopia eletrônica de transmissão (MET) para serem comparadas com amostras da camada catalítica de um MEA de controle. Para se avaliar o desempenho global da célula a combustível do tipo PEM em operações de longa duração, um dos grandes desafios foi fazer a separação entre as componentes de perda de desempenho que são reversíveis das irreversíveis. As estimativas obtidas para a taxa de queda do potencial elétrico da célula a combustível ao longo do tempo variaram num intervalo de 108,19 a 318,15 μV.h-1. Estes resultados podem ser considerados satisfatórios quando comparados com valores apresentados na literatura. Finalmente, as imagens obtidas por MET mostraram uma tendência de aumento no tamanho médio das partículas Pt em decorrência do tempo de operação dos MEAs, mas que não implicou numa queda significativa do desempenho das células a combustível do tipo PEM testadas. / Dissertação (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:27:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:06:51Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fibras são definidas como o conjunto formado de filamentos orientados na direção da cadeia molecular e são parte fundamental na vida diária do ser humano, encontradas de várias formas, tais como filamentos, fios, feixes, cordas, tecidos, compósitos, revestimentos, entre outras. Elas abrangem diversas áreas, tais como civil, mecânica, elétrica, eletrônica, militar, naval, náutica, aeronáutica, saúde, medicina, ambiental, comunicação, segurança, espacial, entre outras. A fibras são divididas em duas classes distintas, naturais e químicas, que compõem as subclasses sintéticas e artificiais. Podem ser produzidas de vários materiais, tais como lã, algodão, raion, linho, seda, rocha, náilon, poliéster, polietileno, polipropileno, aramida, vidro, carbono, aço, cerâmica, entre outros. Em nível global, as fibras químicas correspondem a 59,9% do mercado, sendo as fibras sintéticas tipo poliéster as mais utilizadas, com 63%. Necessidades vitais têm levado ao desenvolvimento de fibras multifuncionais e o foco mudou nos últimos dez anos com a utilização da nanotecnologia para fibras de responsabilidade ambiental e fibras inteligentes. O estudo das propriedades mecânicas e dos mecanismos de fratura das fibras é de grande importância para caracterização e entendimento das causas de falhas. Para este propósito foram selecionados tecidos fabricados com fibras sintéticas de alto desempenho do tipo náilon e poliéster, utilizadas em produtos de engenharia tais como pneus, correias, mangueiras e molas pneumáticas, as quais foram analisadas em cada etapa de processamento. Amostras das fibras foram retiradas de cada etapa de processamento para análise por ensaios destrutivos de tração e microscopia eletrônica de varredura. Os resultados de análise das propriedades mecânicas mostraram perda de resistência por temperatura e tensões multiaxiais durante as etapas de processamento da fibra. Por meio de ensaios de microscopia foi possível determinar contaminações, manchas superficiais, deformações plásticas, delaminações, variações nas faces de fratura dos filamentos e analisar, na interface fibra-borracha, o nível de adesão. Estas irregularidades e variações são causadas durante as etapas inerentes ao processo de fabricação. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:50Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:07:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 06112.pdf: 5630844 bytes, checksum: d96c90e096947d42a20110e42e3cc1e8 (MD5) / Dissertacao(Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

Orientador: Marcelo Giannini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Odontologia de Piracicaba / Made available in DSpace on 2018-08-13T10:19:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_MarceloTavaresde_D.pdf: 15233943 bytes, checksum: f6125d2132f3fd48d81be1d3cda778aa (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O uso de técnicas alternativas para preparo cavitário vem ganhando grande importância na Odontologia moderna. Entre estas tecnologias, o laser tem sido alvo de inúmeros estudos e para a realização de preparos cavitários o laser de Er:YAG é um dos mais indicados. Os objetivos deste estudo foram avaliar os efeitos de diferentes parâmetros de irradiação do substrato dentinário com laser de Er:YAG nos procedimentos restauradores adesivos e suas conseqüências sobre o substrato e sobre a união resina-dentina. Os testes foram realizados em superfícies dentinárias planificadas de terceiros molares humanos hígidos unidos a três diferentes sistemas adesivos (Single Bond 2 - 3M ESPE, Clearfil Protect Bond - Kuraray Medical Inc. e Clearfil Tri-S Bond - Kuraray Medical Inc.). Estas avaliações compreenderam o estudo da permeabilidade dentinária, da resistência de união, da longevidade e qualidade da união, além da análise da ultra-estrutura da interface de união através de microscopia eletrônica de transmissão e microscopia de varredura confocal laser. Os dados de permeabilidade e resistência de união foram analisados e submetidos à análise estatística com ANOVA 1-critério e ANOVA 3-critérios, respectivamente; ao encontrar diferenças significativas, o teste de Tukey foi utilizado. O nível de significância foi fixado em 5%. Os resultados mostraram ocorrer uma redução significativa na permeabilidade dentinária e que o parâmetro de 120mJ/4Hz foi o que promoveu a maior redução. Quanto à resistência de união, este estudo demonstrou que inicialmente, a irradiação com laser de Er:YAG reduz os valores de resistência de união, no entanto após 6 meses os valores são semelhantes tanto para o grupo controle, quanto para os grupos que foram irradiados. Além disso, pôde ser observado, que os sistemas autocondicionantes foram menos susceptíveis aos efeitos da irradiação do substrato, apresentando um comportamento mais uniforme. O sistema autocondicionante de dois passos também se mostrou mais estável ao longo do tempo. As imagens em microscopia eletrônica de transmissão e microscopia de varredura confocal laser, mostraram a formação de camada híbrida para todos os adesivos estudados com diferentes espessuras, quando aplicados sobre a dentina abrasionada. Não foi possível identificar camada híbrida uniforme e bem definida quando os sistemas foram aplicados em dentina irradiada com laser de Er:YAG, independentemente do parâmetro utilizado. Diante disso, os resultados sugerem que a irradiação da dentina com laser de Er:YAG reduz a permeabilidade dentinária, podendo influenciar na união dos adesivos à dentina nos períodos iniciais, entretanto após 6 meses os grupos irradiados foram iguais ao grupo controle. O exame ao microscópio revelou que a formação da camada híbrida é irregular e não-uniforme quando a dentina foi irradiada. / Abstract: The use of alternative techniques for cavity preparation is more common nowadays. Among these technologies, laser is the target of a great number of studies. The objectives of this study were to evaluate the effects of different parameters of dentin irradiation with Er:YAG laser on the adhesive procedures and their consequences over the substrate and resin dentin interface. Procedures were performed over flat dentin surfaces of human third molars bonded to three different adhesive systems ((Single Bond 2 - 3M ESPE, Clearfil Protect Bond - Kuraray Medical Inc. e Clearfil Tri-S Bond - Kuraray Medical Inc.). The evaluation tests were: dentin permeability, microtensile bond strengths, durability and the analysis of the ultra-structure using transmission electron microscope (TEM) and confocal laser scanning microscope (CSLM). Dentin permeability data and microtensile bond strength data were analyzed with one-way ANOVA and three-way ANOVA, respectively. Tukey test was used to point out differences among the tested groups. The significance level was fixed at 5%. Results showed a significative reduction on the dentin permeability and the 120mJ/4Hz parameter promoted the greatest reduction. For the microtensile bond strength test, this study showed that the irradiation with Er:YAG laser reduce the bond strength values at the baseline. After six months all groups became similar. Furthermore, self-etching systems were less affected by the Er:YAG laser irradiation. The two-step self-etching system seemed the more stable over time. TEM and CLSM images showed the hybrid-layer formation for all adhesive tested. The hybrid-layers had different thicknesses when the adhesive systems were bonded to abraded dentin. The observation of a uniform and well defined hybrid-layer was not possible when the adhesive systems were bonded to laser irradiated dentin, regardless of the used parameter. According to the data presented, dentin irradiation with Er:YAG laser reduce the permeability of the substrate, interfering on the bonding strength to dentin at the baseline, however, after six months laser irradiated groups were similar to control groups. Microscope analysis revealed that hybrid layer formation was irregular and non-uniform when dentin was laser irradiated. / Doutorado / Doutor em Materiais Dentários