Ce travail de thèse Cifre, réalisé dans le cadre de la collaboration avec la société Elbi, porte sur la modélisation de la géométrie et de la cinématique du système vis à rouleaux. Ce travail analyse la cinématique et la géométrie du mécanisme de vis à rouleaux satellites (RSM) pour fournir une base fondamentale pour soutenir ses diverses applications. Un modèle 3D du système vis à rouleaux est développé. Un code numérique a été développé en fonction de la géométrie et la cinématique du système de vis à rouleaux. Le champ d’effort et le champ de pression en fonction des défauts de forme et de la géométrie sont obtenus dans ce travail. Ensuite, un modèle 3D du moment de frottement dans le contact entre les surfaces de la vis à rouleaux est développé. La vitesse de glissement et la force de frottement se produisant entre vis/rouleau et entre rouleau/écrou a été calculé conformément à la cinématique, la géométrie et les erreurs de forme. L’efficacité, les pertes par frottement et la durée de vie du mécanisme de la vis à rouleaux en fonction des défauts de forme, de la cinématique et de la géométrie sont obtenues. Ces résultats numériques montrent le rendement important du système de vis à rouleaux en fonction des défauts de forme (autour de 97%). Par ailleurs, une partie expérimentale a été faite sur un banc d’essais électromécanique en collaboration avec le laboratoire Ampère d’Insa de Lyon afin de comparer les résultats expérimentaux avec les résultats théoriques. Ces expériences nous permettent de découvrir plusieurs sources de pertes de frottement dans l’ensemble du banc d’essais, ce qui confirme le faible rendement obtenu expérimentalement (autour de 50 %) pour tout l’ensemble (vérin électromécanique, réducteur). Quelques optimisations ont été effectuées pour améliorer l’efficacité de l’ensemble. Mais il reste difficile de quantifier l’efficacité de système (vis-rouleaux-écrou) expérimentalement. Pour cela, des essais manuels effectués en utilisant le système vis à rouleaux seul confirme les résultats numériques. Une autre partie expérimentale (en utilisant les machines MTM et HFRR) a été faite afin d’obtenir l’influence du lubrifiant sur le coefficient de frottement. Quatre huiles de différentes caractéristiques ont été utilisées. Ces huiles ont été utilisées sur le banc d’essais, mais l’influence du lubrifiant sur le rendement de l’assemblage n’est pas obtenue à cause de la rugosité importante des surfaces de contact du système vis à rouleaux. / This PhD work, carried out in collaboration with the Elbi company concerns the modeling of the geometry and the kinematics of the roller screw system. This work analyzes the ki- VII Résumé nematics and the geometry of the planetary roller screw mechanism (RSM) to provide a fundamental basis to support its various applications. A 3D model of the roller screw system is developed. A numerical code has been developed as a function of the geometry and the kinematics of the roller screw system. The force and the contact pressure distribution as a function of form errors and geometry are obtained in this work. Then, a 3D model of the frictional moment was developed. The sliding speed and the frictional force (between screw/roller and roller/nut) was calculated as a function of the kinematics, the geometry and the form error. Efficiency, frictional losses and the lifetime of the roller screw mechanism as a function of the form errors, the kinematics and geometry are obtained. These numerical results show the high efficiency of the roller screw system (around 97 %). Furthermore, experiments were performed on an electromechanical bench in collaboration with the laboratory Ampére of INSA Lyon, to compare these results with theoretical predictions. These experiments reveal several sources of friction losses, which confirms the low efficiency obtained experimentally (around 50 %) for the complete system (electromechanical actuator and gearbox). Some optimizations have been made to improve the efficiency of the assembly. But it remains difficult to quantify the efficiency of the set (screw-roller-nut) experimentally because of the presence of many sources of friction. To attain this goal, manual tests using the single roller screw system confirm the numerical results. Furthermore, another experimental part (using the HFRR and MTM Machines) was carried out to obtain the influence of the lubricant on the friction coefficient. Four oils of different characteristics were used. These four oils were used on the test bench, but the influence of the lubricant on the performance of the system was not obtained due to the high roughness of the contact surfaces of the roller screw system.

Orientador: Prof. Dr. Emery Cleiton Cabral Correia Lins / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica, 2016. / A polpa dental, considerada um tecido mole, é o tecido mais interno do dente. Sua função principal é garantir a formação de dentina (dentinogênese) durante toda a vida do indivíduo. Sendo assim,a informação sobre sua saúde é de extrema relevância no ambiente clínico odontológico. Uma vez que a polpa do dente é diagnosticada não saudável por consequência de infecções e/ou traumas, o procedimento clínico sugere a realização de tratamento com remoção total do tecido degradado. Dessa maneira, a proposta do presente projeto de pesquisa foi a proposição de um novo método diagnóstico utilizando-se da espectroscopia de reflexão com radiações no visível e no infravermelho próximo (VIS/NIR e NIR de 350nm a 1700nm) para discriminação de polpas humanas sadias e polpas patológicas indicadas para procedimento endodôntico. Para isso, fez-se uso do modelo estatístico da Análise de Componentes Principais (PCA) nas bandas espectrais VIS/NIR e NIR para proposições de modelos matemáticos que diferenciasse os dois grupos de amostras. Os modelos apresentaram que a distinção destes dois grupos é possível com uma taxa de acertos de 94,7% no NIR e 95% no VIS/NIR. Além disso, no VIS/NIR a diferenciação dos grupos também se dava ao analisar o comprimento de onda onde ocorria o pico da emissão: observou-se que os picos do grupo sadio patológico estavam sempre acima de 700nm enquanto que os picos do grupo patológico mantinham abaixo de 700nm. Com tudo, o objetivo do presente projeto de pesquisa foi alcançado: os grupos de polpas sadias e patológicas puderam ser separados ao utilizar radiações VIS/NIR e NIR pela técnica de espectroscopia de reflexão, seja pela análise estatística da PCA por parte dos espectros no NIR ou pela análise colorimétrica do pico de emissão por parte dos espectros no VIS/NIR. / The dental pulp, a soft tissue, is the innermost tissue of the tooth. Its main function is to ensure the formation of dentin (dentinogenesis) throughout the life of the individual. Therefore, the information about their health is extremely relevant in the clinical dental environment. Since the pulp of the tooth is diagnosed unhealthy as a result of infections and/or trauma, the clinical procedure suggests performing treatment with total removal of the degraded tissue. In this way, the proposal of the present research project was the proposal of a new diagnostic method using reflection spectroscopy with visible and near infrared (VIS/NIR and NIR from 350nm to 1700nm) for discrimination of healthy human pulps and pathological pulps indicated for endodontic procedure. For this, we used the statistical model of Principal Component Analysis (PCA) in the spectral bands VIS/NIR and NIR for propositions of mathematical models that differed between the two groups of samples. The models showed that the distinction between these two groups is possible with a success rate of 94.7% in NIR and 95% in VIS/NIR. In addition, in the VIS/NIR group differentiation also occurred when analyzing the wavelength where the emission peak occurred: it was observed that the peaks of the pathological healthy group were always above 700nm whereas the peaks of the pathological group maintained Below 700nm. However, the objective of the present research project was reached: the groups of healthy and pathological pulps could be separated by using VIS/NIR and NIR radiation by the reflection spectroscopy technique, or by the statistical analysis of PCA by the NIR spectra or by the colorimetric analysis of the emission peak by the VIS/NIR spectra.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3420.pdf: 2614487 bytes, checksum: f5253a1d38ba330cdd10daa1e3e451b4 (MD5) Previous issue date: 2010-11-19 / Financiadora de Estudos e Projetos / Due to the growing concern with the environment and the welfare of future generations the search for the restoration of degraded areas and the reestablishment of equilibrium between the anthropogenic and natural environments are nowadays highlighted. The Ibirité Reservoir (Ibirité-Sarzedo, MG) is an example of water body impacted by the disorganized urbanization and strong industrial development in the metropolitan Belo Horizonte, MG, SE Brazil. The reservoir, built by the REGAP-Petrobras in the sixties to supply water to its industrial processes, is a eutrophic water body due to the continuous contribution of urban sewage (external loading) and the consequent internal loading of nutrients (mainly of phosphorus), the primary element responsible for the eutrophication process. Among the existing technologies for the treatment of eutrophic sediment focusing on the P immobilization is the artificial supply of nitrate as an electron acceptor to the stimulation of the natural denitrification process. In this stimulation process, the different geochemical forms of reduced iron are oxidized to iron (III) oxi-hidroxides that adsorbs the phosphorus present in the sediment pore water. In addition to that, the metallic sulfides and the organic matter are oxidized as well. This work aimed at the development of laboratory experiments in a bench scale (microcosms) in which sediments and water of the Ibirité reservoir were treated with nitrate addition in order to evaluate the organic matter transformations from caused this treatment. The results indicate that there was, in the treatment microcosms, an increase in the redox potential, an almost complete abatement of the acid volatile sulfide (AVS) of the sediments, and a significant reduction of available phosphorus in the water. The UVvis spectroscopy indicated differences in the spectral profiles between the control and treatment microcosms, but uniform trends along the experiment were not identified. The elemental analysis showed agreement with the results of AVS and nitrogen species in sediment pore water data, with the reduction of sulphur and nitrogen contents. / Diante da crescente preocupação com o meio ambiente e o bem estar das futuras gerações, destacam-se cada vez mais a busca pela recuperação das áreas degradadas e o restabelecimento do equilíbrio nas relações entre os meios natural e antrópico. A Represa Ibirité (Ibirité-Sarzedo, MG) é um exemplo de corpo de água impactado pela urbanização desorganizada e crescimento industrial da região metropolitana de Belo Horizonte, MG. A represa, construída pela REGAP-Petrobrás na década de 60 para suprimento de água em seus processos industriais, encontrase eutrofizada devido ao contínuo aporte de esgotos urbanos não tratados (carga externa) e à conseqüente carga interna de nutrientes, principalmente o fósforo, o principal responsável pelo processo de eutrofização. Dentre as tecnologias existentes para o tratamento de sedimentos eutrofizados, visando a imobilização do P, figura a adição de nitrato como um receptor de elétrons para o estímulo do processo natural de desnitrificação. Nesta estimulação, as diferentes formas geoquímicas de ferro reduzido são oxidadas a óxi-hidróxido de ferro (III) que adsorve o fósforo presente nas águas intersticiais, promovendo também, a oxidação dos sulfetos metálicos e a matéria orgânica presentes nos sedimentos. Neste trabalho o tratamento dos sedimentos e águas eutrofizados da Represa Ibirité foi avaliado em escala de bancada, utilizando microcosmos, onde se estudou a transformação da matéria orgânica presente nas águas de coluna, nos sedimentos e suas águas intersticiais. Os resultados indicam que houve, nos microcosmos-tratamento, um aumento do potencial redox do meio, um quase total abatimento do SVA dos sedimentos e uma redução do fósforo disponível nas águas em um nível bastante expressivo. As espectroscopias na região do UV-vis indicaram alterações nos perfis espectrais entre os microcosmos-controle e tratamento, sem, no entanto, identificar uma tendência uniforme ao longo dos períodos do experimento. A análise elementar foi concordante com os resultados de SVA e de espécies nitrogenadas nas águas intersticiais, pois mostram uma redução do teor de enxofre e de nitrogênio.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:39:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1545911 bytes, checksum: 374fbc9951e52fdc2397c84a434ed6a2 (MD5) Previous issue date: 2012-08-27 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The macaúba [Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. Ex Mart.] is a rustic oilseed, with high productivity and multiple potential, which is strongly demanded in the food, cosmetic, and especially the energy industries, due of its suitability for biodiesel production. However, despite the enormous potential, the exploitation of macaw palm still boils down to foraging. Studies aiming at their sustainable use and the resulting domestication of the species are ignorant, because of the lack of practical and efficient methods to support breeding programs on genotypes selections. The main objective of this study was to develop and propose methods to estimate the oil content and volume of the mesocarp in macaw palm fruit using optical characteristics. For methodologies evaluation two assays were carried out. In the first, 420 samples were used to develop calibration model to predict oil content of mesocarp using visible and near infrared spectrometry. The soxhlet method was used as reference. In the second, consisted of 20 samples, were developed imaging algorithms to estimate the mesocarp volume, and as a reference was used water displacement method. In the first assay the developed model showed consistent results in the calibration and validation sets, and it s potentially feasible for preliminary selections and characterization of genotypes intended macaw palm improvement. In the second, were developed two algorithms, one considering each fruit as sphere and another one using ellipsoid approximation. The results show that the algorithms can be used in the pre and post-harvest sector and to make genotypes selection in macaw palm breeding programs. / A macaúba [Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. Ex Mart.] é uma oleaginosa rústica, de alta produtividade e múltiplas potencialidades, com grande demanda nas indústrias alimentícia, cosmética e, principalmente, a energética, em função da adequação para produção do biodiesel. Contudo, apesar do enorme potencial, a exploração da macaúba ainda resume-se ao extrativismo. Os estudos visando a sua domesticação e o consequente uso sustentável da espécie são insipientes, em função da falta de métodos práticos e eficientes que possam subsidiar os programas de melhoramento na seleção de genótipos de interesse. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver e propor métodos para estimar o teor de óleo e volume do mesocarpo no fruto da macaúba utilizando características ópticas. Para avaliação das metodologias foram conduzidos dois ensaios. No primeiro foram utilizadas 420 amostras para desenvolver um modelo de predição do teor de óleo do mesocarpo usando a espectrometria do visível e infravermelho próximo. Como referência foi usado o método soxhlet. No segundo, composto por 20 amostras, foram desenvolvidos algoritmos do processamento de imagens digitais para estimar o volume do mesocarpo, e como referência empregou-se o método do deslocamento da coluna da água. No primeiro ensaio, o modelo desenvolvido apresentou resultados consistentes na calibração e validação, sendo potencialmente viável para a caracterização e pré-seleção de genótipos visando o melhoramento da macaúba. No segundo ensaio, foram desenvolvidos dois algoritmos, um considerando cada fruto como uma esfera e outro por aproximação a um elipsóide. Os resultados permitem concluir que os algoritmos podem ser usados nas áreas da pré e pós-colheita e na seleção de genótipos em programas do melhoramento da macaúba.

O trabalho teve o objetivo de investigar técnicas de sensoriamento de solo e analisar o potencial de utilização das mesmas diretamente no campo. Quatro etapas distintas foram desenvolvidas para atender aos seguintes objetivos: a) comparar e avaliar o potencial de predição de atributos do solo de três espectrômetros portáteis (vis-NIR) em ambiente controlado; b) avaliar a predição em movimento de pH, P e K utilizando técnicas de sensoriamento óptico (reflectância vis-NIR) e eletroquímico (eletrodos íon-seletivos de pH e K) em uma área experimental com variabilidade induzida; c) montar e testar uma plataforma de campo com sensores elétricos, eletroquímicos e ópticos; d) avaliar o potencial de predição de textura do solo utilizando um equipamento portátil de espectroscopia de fluorescência de raios X. Na primeira etapa as leituras de reflectância espectral vis-NIR dos três equipamentos avaliados mostraram-se muito semelhantes, com coeficientes de correlação acima de 0,86 na faixa de 400 a 1800 nm. Quando comparados nesta região espectral os equipamentos produziram modelos de predição muito semelhantes, com leve superioridade para o sistema FieldSpec. Os modelos mostraram-se mais promissores para a predição da textura do solo em relação aos atributos químicos. Na segunda etapa as leituras de campo utilizando eletrodos íon-seletivos de pH e K apresentaram uma alta correlação com as análises de laboratório. As avaliações permitiram observar que condições de solo com baixa umidade prejudicam sensivelmente as leituras. Apesar da alta correlação, os valores de campo precisam ser corrigidos para a metodologia de laboratório desejada. Os modelos de predição de P, K e pH utilizando espectrometria vis-NIR no campo apresentaram baixa precisão. Os testes da Plataforma Multisensores de Solo (PMS) na terceira etapa demonstraram ser possível a utilização de sensores elétricos, eletroquímicos e ópticos em uma mesma plataforma. As leituras de condutividade elétrica aparente do solo (CEa) demonstraram que este parâmetro está relacionado com a textura, atuando como um indicador da variabilidade e possibilitando a identificação dos locais de transição de textura. O pH mensurado pela PMS exibiu correlações abaixo das verificadas na segunda etapa. No entanto, alguns resultados atípicos foram verificados, como a correlação maior entre pH em CaCl2 com a PMS do que em relação ao método em H2O. As leituras de reflectância vis-NIR utilizando a PMS apresentaram bons modelos de predição de areia e argila, permitindo a criação de mapas de alta resolução destes parâmetros. A espectroscopia de fluorescência de raios X portátil foi eficiente para estimar a textura do solo. Os teores de areia e argila foram estimados tanto por meio de regressões lineares simples como regressões múltiplas com valores de R2 acima de 0,60. O Fe total foi o principal elemento utilizado nesses modelos de regressão. / The objective of this work was to investigate soil sensing techniques and to analyze the potential for their use directly in the field. Four distinct steps were developed to meet the following objectives: a) to compare and evaluate the potential of predicting soil attributes with three portable spectrometers (vis-NIR) in a controlled environment; B) to evaluate the on-the-go prediction of pH, P and K using optical sensors (vis-NIR reflectance) and electrochemical techniques (ion-selective pH and K electrodes) in an experimental area with induced variability; C) assemble and test a field platform with electrical, electrochemical and optical sensors; D) to evaluate the potential of predicting soil texture using a portable X-ray fluorescence spectroscopy equipment. In the first step the vis-NIR spectral reflectance readings of the three equipments evaluated were very similar, with correlation coefficients above 0.86 in the 400 to 1800 nm range. When compared in this spectral region, the equipment produced very similar prediction models, with slight superiority for the FieldSpec system. The models showed to be more promising for the prediction of soil texture in relation to chemical attributes. In the second step the field readings using ion-selective pH and K electrodes presented a high correlation with the laboratory analyzes. The evaluations showed that soil conditions with low moisture significantly affect the readings. Despite the high correlation, the field values need to be corrected for the desired laboratory methodology. Prediction models of P, K and pH using field-vis-NIR spectrometry showed low precision. The tests of the Multisensors Soil Platform (MSP) in the third stage demonstrated that it is possible to use electric, electrochemical and optical sensors in the same platform. The electrical conductivity (EC) readings showed that this parameter was related with soil texture, acting as an indicator of variability and allowing the identification of texture transitions. The pH measured by MSP exhibited correlations below those verified in the second step. However, some atypical results were verified, such as the higher correlation between pH in CaCl2 and MSP than in H2O. The vis-NIR reflectance readings using the MSP resulted in good sand and clay prediction models, allowing the creation of high resolution maps of these parameters. Portable X-ray fluorescence spectroscopy was efficient for estimating soil texture. The sand and clay contents were estimated both by simple linear regressions and multiple regressions with R2 values above 0.60. Total Fe was the main element used in these regression models.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This work explored the adsorption of organic molecules to achieve change on surfaces. In this context it was proposed, the adsorption of organic molecules of halogenated derivatives of uracil, 5 Fluorouracil and 5 Chlorouracil, in monocrystalline substrate of HOPG (highly oriented pyrolytic graphite), sizzling was the technique used for construction of self-assembled monolayers (SAM). The atomic resolution of the STM (Scanning Tunneling Microscope) images of HOPG substrate prove its hexagonal structure and that their interatomic distance is 0.246 nm. While in the molecular resolution images of 5 Fluorouracil and of 5 Chlorouracil adsorbed on the HOPG substrate, is presented evidence that after in the adsorption some changes occur in the intermolecular distances in the structures and the positioning of these molecular films formed on the substrate because the molecular films behaved in a horizontal position and were stabilized laterally by hydrogen bonds when they are protonated, but when we performed the same procedure of adsorption for these organic molecules, only varying the pH of the environment, the change caused the deprotonation of the molecules, thus allowing one to simulate electrochemical environment and being able to extract information about the pKa of adsorbates using UV-Vis spectroscopy, and was also observed that these deprotonated molecular films behaved in a vertical position on the substrate. / Neste trabalho foi explorada a adsorção de moléculas orgânicas para realizar modificação em superfícies. Neste contexto foi proposta a adsorção das moléculas orgânicas de derivados halogenados do uracil, o 5 Fluorouracil e o 5 Clorouracil no, substrato monocristalino do HOPG (Grafite Pirolítico Altamente Orientado do inglês, Highly Oriented Pyrolitic Graphite), sendo usada a técnica de sizzling para construção de monocamadas automontadas (SAM Self-Assembled Monolayers). As imagens de STM (Scanning Tunneling Microscopy) de resolução atômica do substrato de HOPG comprovam sua estrutura hexagonal e sua distância interatômica que é de 0,246 nm. Já nas imagens de resolução molecular do 5 Fluorouracil e do 5 Clorouracil adsorvido no substrato do HOPG, são apresentadas evidências de que após a adsorção ocorrem mudanças nas distâncias intermoleculares, nas estruturas e no posicionamento desses filmes moleculares formados no substrato, pois os filmes moleculares se comportaram em um posicionamento horizontal e são estabilizados lateralmente por ligações de hidrogênio quando estão protonadas, mas quando foi realizado o mesmo procedimento de adsorção para essas moléculas orgânicas, só que variando o pH do meio, esta variação provocou a deprotonação das moléculas, assim permitindo simular um ambiente eletroquímico e sendo possível extrair informação sobre o pKa dos adsorbatos usando a espectroscopia UV-Vis, e foi observado também que estes filmes moleculares deprotonados se comportaram em um posicionamento vertical no substrato.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Os nanotubos de carbono apresentam extraordinÃrias propriedades fÃsico-quÃmicas que tÃm sido exploradas para aplicaÃÃes que vÃo desde a ciÃncia de materiais atà a biologia. No entanto, a maioria das aplicaÃÃes requer modificaÃÃes quÃmicas dos nanotubos de modo a explorar ao mÃximo seu potencial. Neste contexto, o desenvolvimento de protocolos de tratamento e de purificaÃÃo à muito importante. O objetivo deste estudo à contribuir para o entendimento de como a mudanÃa de uma variÃvel especÃfica, a temperatura, afeta as propriedades fÃsico-quÃmicas dos nanotubos de carbono de paredes mÃltiplas (MWNTs) durante a purificaÃÃo. Um grama (1g) de MWNTs (Ctube 100, CNT Co. Ltd., Incheon - CorÃia do Sul) foram submetidos a um refluxo de Ãcido nÃtrico 9 mol/L por 12 horas em temperaturas de 25ÂC, 75ÂC, 125ÂC e 175ÂC. ApÃs o refluxo, as amostras foram resfriadas em um banho tÃrmico, filtradas em condiÃÃes de vÃcuo com uma membrana de PTFE de 0, 2 Âm e lavadas com Ãgua deionizada atà que o pH neutro do filtrado foi atingido. Por Ãltimo, os MWNTs oxidados foram secos em vÃcuo durante 48 h. As tÃcnicas utilizadas neste trabalho para a realizaÃÃo das caracterizaÃÃes forneceram resultados que tratam desde caracterÃsticas macro e de superfÃcie atà as associadas ao nÃvel atÃmico. A estabilidade tÃrmica foi analisada por meio de medidas de TGA, uma vez que muitos dos grupos funcionais criados no tratamento sÃo termicamente instÃveis. A oxidaÃÃo resultante do tratamento introduz grupos polares na superfÃcie dos MWNTs e assim cria a estabilidade eletrostÃtica necessÃria para uma dispersÃo estÃvel em meio aquoso. A estabilidade foi avaliada para cada amostra por meio de medidas de potencial zeta. A quantidade e o tipo de resÃduos catalÃticos presentes nas amostras antes e depois do tratamento foram analisados atravÃs de medidas de EDX e UV-VIS. Medidas de espectroscopia Raman Confocal permitiram a anÃlise especÃfica dos defeitos estruturais criados sobre a superfÃcie dos tubos, em conseqÃÃncia do processo de oxidaÃÃo. Constatou-se que os experimentos Raman devem ser realizados sobre muitos pontos para poder acessar as propriedades mÃdias das amostras. A capacidade de adsorÃÃo da superfÃcie de cada amostra apÃs o tratamento foi inspecionada atravÃs de medidas de Ãrea superficial especÃfica (mÃtodo BET). Ao comparar os resultados de diferentes tÃcnicas, foi possÃvel acessar os efeitos da temperatura do tratamento sobre as propriedades fÃsico-quÃmicas relevantes, permitindo assim a obtenÃÃo de amostras bem caracterizadas que serÃo Ãteis para futuros estudos em Ãreas bio-relacionadas. / Carbon nanotubes exhibit remarkable physico-chemical properties which have been exploited for applications ranging from materials science to biology. However, most of the aplications requires the chemical modification of the nanotubes in order to exploit their maximum potential. In this context, the development of protocols for treatment and purification is very important. The purpose of this study is to contribute for the understand on how the change of a particular purification parameter, temperature, affects the physico-chemical properties of multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) during the purification. One gram (1g) of MWNTs (Ctube 100, CNT Co. Ltd., Incheon - South Korea) were subjected to a reflux with nitric acid 9 mol/L for 12 hours at temperatures 25ÂC, 75ÂC, 125ÂC and 175ÂC. After refluxed, the samples were cooled down in a heat bath, filtered in vacuum condition using a PTFE membrane of 0, 2 Âm and washed with deionized water until the neutral pH of the filtrate was reached. Afterwards, the oxidized MWCNTs were dried in vacuum for 48 h. The experimental techniques used in this work to perform the samples characterization provide results that allow to get information from macro and surface characteristics to those associated with the atomic level. Thermal stability was analyzed by TGA measurements, since many of the functional groups created during the treatment are thermally unstable. Oxidation resulting from treatment introduces polar groups on the surface of MWNTs thus creating the electrostatic stability required for a stable dispersion in aqueous medium. The stability was evaluated for each sample by zeta potential measurements. The amount and type of catalytic residues present in the samples before and after treatment were analyzed by means of EDX and UV-VIS. Techniques confocal Raman spectroscopy measurements allowed the specific analysis of the structural defects created on the surface of the tubes as a consequence of oxidation process. It was found that Raman experiments should be performed on may points of the sample in order to access their average properties. The adsorption capacity of the surface of each sample after treatment, were inspected through specific surface area measurements (BET method). By comparing the results of different techniques it was possible to access the effects of temperature on the treatment on the relevant physico-chemical properties thus allowing us to have well characterized samples that will be useful for further studies in biorelated areas.

Um sistema de análises químicas por injeção em fluxo foi desenvolvido e aplicado à determinação espectrofotométrica de baixas concentrações de sulfato em águas de chuva. O método explora a reação de deslocamento entre o ânion sulfato e o complexo dimetilsulfonazo (III) de bário, Ba-DMSA, com consequente formação do sal pouco solúvel BaSO4. A solução com o complexo Ba-DMSA apresenta alta absortividade molar a 656 nm, e uma diminuição pronunciada na absorbância ocorre na presença de sulfato. Desta forma, o sinal analítico é registrado como pico invertido proporcional à concentração de sulfato na amostra. A presença de altas concentrações de dimetilsulfóxido, DMSO, no reagente favorece a intensidade do sinal analítico, por coordenar as moléculas de água, melhorando a sensibilidade do método. A utilização do tensoativo dodecilsulfato de sódio, SDS, determina também uma melhoria considerável na sensibilidade analítica, pois sua presença no ambiente reacional altera as condições de supersaturação. A sensibilidade e seletividade do procedimento são melhoradas incluindo-se uma etapa de troca iônica em linha, com resina aniônica Dowex 1-X8, para concentração do sulfato e separação dos íons interferentes em potencial. O sistema proposto é robusto e fornece resultados precisos (d.p.r. < 0,01) com frequência analítica de 30 determinações por hora. O consumo de DMSA é de 0,17 \'mü\'mol por determinação. A curva analítica se apresenta linear até 2,0 mg L-1 SO42- e os limites de detecção e de quantificação foram estimados em 0,01 mg L-1 SO42- e 0,04 mg L-1 SO42-. / A flow injection system was developed and applied to the spectrophotometric determination of low concentrations of sulphate in rain waters. The method exploits the displacement reaction involving the sulphate anion and the barium dimethylsulfonazo (III) complex, Ba-DMSA, with consequent formation of the slightly soluble BaSO4 salt. As the Ba-DMSA solution is characterized by a high molar absorptivity at 656 nm, a pronounced absorbance lessening is observed in the presence of sulphate. The analytical signal is then recorded as an inverted peak proportional to the sulphate content in the sample. Presence of dimethylsulphoxide, DMSO, at high concentrations in the reaction medium leads to an enhancement of the analytical signals, coordinating water molecules, thus improving the sensitivity of the method. Addition of the surfactant sodium dodecylsulphate, SDS, results also in a pronounced improvement in sensitivity, as its presence in the reaction medium alters the supersaturation conditions. The sensitivity and selectivity of the method were improved by including an in-line ion exchange mini-column with the anionic resin Dowex 1-X8 into the manifold, for sulphate concentration and separation from potential interfering ions. The proposed system is robust and provides accurate results (R.S.D. <0.01) at an analytical frequency of 30 determinations per hour. About 0.17 \'mü\'mol DMSA are consumed per determination. The analytical curve is linear up to 2.0 mg L-1 SO42- and the detection and quantification limits were estimated as 0.01 mg L-1 SO42- and 0.04 mg L-1 SO42-.

A remoção da matéria orgânica biodegradável e não biodegradável presente em efluentes de branqueamento de polpa celulósica kraft foi investigado utilizando processos biológicos anaeróbios seguidos de processos de oxidação avançada (POA) baseados em ozônio. Os experimentos foram realizados utilizando-se efluentes da planta de branqueamento de polpa celulósica kraft de duas indústrias. O reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF) em escala de bancada operou em regime contínuo durante 418 dias e o efluente biotratado era submetido à oxidação avançada aplicando ozônio e ozônio/UV em regime de batelada. Os resultados demonstraram que a sequência de tratamento Anaeróbio + POA baseados em ozônio, favoreceu satisfatoriamente a remoção da matéria orgânica (biodegradável e não biodegradável) presente no efluente de branqueamento de polpa celulósica Kraft, medida como DQO, COd, AOX, lignina solúvel em ácido (LSA), e valores da absorbância em comprimentos de onda na região UV-VIS do espectro (UV215, UV254, UV280, VIS346).Verificou-se com testes de ecotoxicologia aquática utilizando Daphnia similis e Ceriodaphnia sp, que os efluentes de branqueamento são tóxicos aos organismos aquáticos. Do mesmo modo, ensaios de genotoxicidade utilizando células da região meristemática da raiz do Allium cepa L (cebola comum), revelaram que esses efluentes apresentam atividade mutagênica, genotoxica e citotóxica. No entanto, observou-se que tantos os efeitos tóxicos bem como os genotóxicos e mutagênicos, estão estreitamente relacionados com o conteúdo da matéria orgânica biodegradável, uma vez que, após o processo anaeróbio apresentaram-se remoções estatisticamente significativas para todos os efeitos já mencionados (até 100%) com concomitante remoção da demanda química de oxigênio (até 55 \'+ OU -\' 9%) e do carbono orgânico dissolvido (até 57 \'+ OU -\' 7%). Ainda, verificou-se que após a aplicação do ozônio/UV, embora, o teste de biodegradabilidade aeróbia pelo método de Zahn Wellens revelasse que esse efluente era o mais biodegradável, tanto a toxicidade crônica como a genotoxicidade e a citotoxicidade resultaram estatisticamente significativas em relação ao controle negativo. Este resultado indica que, efetivamente a matéria orgânica biodegradável deset tipo de efluentes pode se relacionar com a presença de efeitos tóxicos e genotóxicos. Tal fato não foi verificado no caso do tratamento apenas com ozônio. / Removal of biodegradable and non biodegradable organic matter present in kraft pulp mill effluent was investigated integrating an anaerobic biological process and advanced oxidation processes based on ozone. The experiments were carried out using two different Brazilian pulp mill. The bench scale Horizontal Anaerobic Immobilized Sludge Bioreactor (HAIS) was operated during 418 days; subsequently the biotreated effluent was oxidized applying ozone and ozone/UV in batch regime. The results show that the treatment sequence, anaerobic process + advanced oxidation processes based on ozone, results in removal of both organic matter biodegradable and non-biodegradable measured as chemical oxidation demand (COD), dissolved organic carbon (COd), adsorbable organic halides (AOX), acid soluble lignin (ASL) and absorbance values in the UV-VIS spectrum (i.e. UV215, UV205, UV280, VIS346). Ecotoxicological tests using Daphnia similis and Ceriodaphnia sp. confirmed that bleached kraft pulp mill is toxic to aquatic organisms. Moreover, genotoxicity tests with meristematic cells of Allium cepa (i.e. common onion) roots show that this type of effluent results in mutagenic, genotoxicological and citotoxicological activities. It is to be highlighted however that both toxicological and genotoxicological effects are closely related to the biodegradable organic matter, thus, after the anaerobic processes the removal of these effects occur, concomitant to reductions is chemical oxygen demand (55 \'+ OU -\' 9%) and dissolved organic carbon (57 \'+ OU -\' 7%). It was also observed that after ozone/UV application, both the chronic toxicity and genotoxicity activity were statically significant if compared with the negative control, although the Zahn Wellens test revealed that this effluent had the highest biodegradability. These results confirmed that biodegradable organic matter could be related with toxic and genotoxic effects. In the case of ozone application alone this behavior was not observed.

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