Filmes inorgânicos de ZrO2 e filmes híbridos orgânico-inorgânicos de ZrO2-PMMA, preparados pelo método sol-gel, foram estudados como protetores contra a corrosão de aço inoxidável em meio ácido. Os sóis foram preparados a partir de uma solução submetida à irradiação de ultra-som e contendo o alcóxito metálico correspondente como precursor, álcool como solvente e ácido acético glacial como agente quelante para modificar a reatividade do alcóxito metálico. Várias concentrações de PMMA foram adicionadas aos sóis e estes foram caracterizados através de reometria, espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), calorimetria explanatória diferencial (DSC) visando estudar a evolução de suas características morfológicas durante o envelhecimento. Os filmes de ZrO2 e ZrO2-PMMA foram depositados, utilizando-se a técnica de imersão, sobre lâminas de aço inoxidável 316L (AISI 316L), densificados a 200&#176C e o tempo de tratamento térmico foi variado de 5 a 180 minutos. Os filmes foram caracterizados por espectroscopia de reflexão especular na região do infravermelho; a morfologia, composição e textura superficiais foram determinadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), dispersão de energia de raios X (EDS) e perfilometria, respectivamente. curvas de polarização potenciodinâmica a 1 mVs-1 foram usadas para estudar a eficiência dos diferentes recobrimentos na proteção do AISI 316L contra a corrosão em soluções de H2SO4 0,5 mol.L-1. Os resultados mostram que os filmes híbridos ZrO2-PMMA aumentam em média 30 vezes o tempo de vida do substrato em relação aos filmes puramente inorgânicos. / ZrO2 inorganic and ZrO2-PMMA hybrids organic-inorganic films, obtained by the sol-gel method, were studied in order to determine their properties as protective layers against corrosion of stainless steel in acid media. The sol was prepared from a sonocatalyzed solution containing the appropriate metal alkoxide as precursor, alcohol as solvent, and glacial acid acetic as chelant agent to modify the reactivity of the metal alkoxide and PMMA was added into these sols. Reology, infrared spectroscopy (FTIR) and differential scanning calorimetry (DSC) were employed to determine the evolution of structural changes during aging time. The ZrO2 and ZrO2-PMMA films were deposited on stainless steel by dip-coating technique and heat treated at 200&#176C at times of heating ranging from 5 to 180 minutes. The films were characterized by FTIR reflection spectroscopy, scanning electronic microscopy, X-ray dispersive energy and profilometry to determine the surface morphology, composition and texture, respectively. Potentiodynamic polarization curves (PPC) at 1 mVs-1 were used to study the efficiency on the protection of AISI 316L against corrosion in H2SO4 0,5 mol.L-1, showing that ZrO2-PMMA increase in a factor up 30 the life time of substrate.

Os vírus da influenza aviária têm provocado epidemias e pandemias através dos tempos, a pandemia mais devastadora que se tem notícia, a gripe espanhola em 1918, teve sua origem no vírus aviário do tipo A subtipo H1N1. Desde 2003 o vírus aviário do subtipo H5N1 infectou 442 pessoas e levou a morte 262. Além do aspecto de saúde os vírus da gripe aviária causam grande impacto econômico. O Brasil como maior exportador de frango do mundo tem muito a perder caso a gripe aviária chegue ao país. Devido às aves selvagens serem o reservatório natural influenza A, é que se faz necessário a execução do monitoramento. Apesar de existir programas de monitoramento contínuo de aves selvagens na Europa, EUA, Canadá, Japão entre outros, pouco foi feito no Brasil. Amostras coletadas de 671 aves foram testadas por meio das técnicas de GeneScan, PCR em tempo real e RT-PCR e Duplex Nested-PCR. / The avian influenza virus has caused epidemics and pandemics through the ages, the most devastating pandemic that we know, the Spanish flu in 1918, had its origin in the avian virus type A subtype H1N1. Since 2003 the avian virus subtype H5N1 has infected 442 people and led to death 262. Besides the health aspect of the avian influenza viruses cause major economic impact. Brazil as the largest exporter of chicken in the world has much to lose if bird flu reaches the country. Because wild birds are the natural reservoir of influenza A, is that it is necessary to implement the monitoring. Although programs exist for continuous monitoring of wild birds in Europe, USA, Canada, Japan and others, little has been done in Brazil. Samples collected from 671 birds were tested by GeneScan techniques, real-time PCR and RT-PCR and nested-PCR Duplex.

As metaloftalocianinas (MPcs) são compostos de coordenação macrocíclicos amplamente estudados, e já utilizados em várias aplicações tecnológicas. Sua estabilidade química e térmica e seu caráter semicondutor as tornam materiais promissores no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos. A imobilização deste material através da técnica de automontagem tem proporcionado, nos últimos anos, uma nova alternativa de arquitetura e de interação molecular, principalmente entre analitos e transdutores na área de sensores. Neste trabalho, foram produzidos e estudados filmes automontados com ftalocianina tetrassulfonada de cobalto (CoTsPc) e polímeros poli(alilamina hidroclorada) (PAH) ou poli(amido amina) geração 4 (PAMAM G4), com os objetivos de investigar a organização estrutural dos polieletrólitos nos filmes e de utilizar estes sistemas como sensores de umidade. A espectroscopia de absorção no UV-visível revelou que a quantidade de CoTsPc adsorvida nos filmes varia linearmente com o número de bicamadas para substratos de vidro. Medidas de FTIR mostraram que os filmes são formados, principalmente, pela atração eletrostática entre os grupos sulfônicos da ftalocianina e as aminas dos policátions. Um estudo abrangente realizado através da técnica de SPR exibiu a dinâmica de crescimento dos filmes e permitiu a estimativa das espessuras das camadas que os compõem. A condutividade elétrica destas nanoestruturas se mostrou muito sensível à presença de vapor de água. Os valores de corrente variaram três ordens de grandeza para um pequeno intervalo de umidade relativa, indicando o grande potencial destes filmes para sensores. Esta sensibilidade acentuada está profundamente associada à organização dos anéis de ftalocianina nas multicamadas, que é ditada pelo método de automontagem. Estes resultados acenam para a alternativa de obter sensores de umidade com ftalocianinas a partir de uma técnica simples de deposição de filmes finos, cujo destaque é promover uma conformação molecular específica, e consequentemente determinar a sensibilidade dos dispositivos. / Metallophthalocyanines (MPcs) are conjugated macrocyclic compounds that have been widely investigated in different scientific and technological fields. Their chemical and thermal stability, as well as their semiconductor nature make them suitable for the development of electronic devices. Immobilization of MPc molecules in self-assembly films has allowed new possibilities of molecular architecture, from which new, interesting properties may be achieved. This dissertation describes the fabrication of layer-by-layer films obtained from cobalt tetrasulfonated phthalocyanine (CoTsPc) and the polyelectrolytes poly(allylamine hydrochloride) (PAH) and poly(amido amine) generation 4 (PAMAM G4). In addition to the structural investigations that revealed the nanoscale organization of the films, the possibility of using the films as humidity sensors has also been explored. UV-vis spectroscopy showed a linear film growth on glass substrates in both systems, while FTIR measurements provided evidence on the interactions between sulfonate groups from CoTsPc and amines from the polycations. A comprehensive SPR investigation on film growth reproduced dynamically the deposition process and provided an estimation of the layers thicknesses. The electrical conductivity of the films deposited on interdigitated electrodes was found to be very sensitive to water vapor. This sensitivity is caused by the positioning of the Pc rings along the multilayers, which is a consequence of the self-assembly method. These results point to the development of a phthalocyanine-based humidity sensor obtained from a simple thin film deposition technique, whose outstanding ability to tailor molecular organization was crucial to achieve such high sensitivity.

O aumento na demanda por alimentos saudáveis e minimamente processados impulsiona a busca por novos agentes antimicrobianos. As bacteriocinas são peptídeos produzidos via ribossomo por algumas espécies de bactérias, podendo ser usadas na conservação e garantia da inocuidade de alimentos, não apresentando as possíveis ações tóxicas de conservadores clássicos amplamente utilizados na indústria alimentícia. Carnobacterium maltaromaticum C2 foi isolado de peixe defumado brasileiro (Surubim, Pseudoplatystoma sp.), e apresenta grande capacidade de inibir a multiplicação de Listeria monocytogenes, demonstrando seu potencial para aplicação na bioconservação de alimentos. Em estudos anteriores, foi demonstrado que essa linhagem bacteriana produz compostos antimicrobianos de origem proteica. Neste trabalho, foram avaliados aspectos gerais da produção de bacteriocinas por C. maltaromaticum C2, assim como sua purificação e caracterização. C. maltaromaticum C2 produz bacteriocinas entre 5 e 25ºC, com ótimo entre 20 e 25ºC. Do mesmo modo, a produção desses compostos foi maior em caldo APT (All purpose Tween), entretanto para as etapas de purificação foram utilizados o caldo BHI (Brain heart infusion) e CAA (Casamino acids), por causarem menos interferência no processo. Lactobacillus sakei e L. monocytogenes foram inibidos pelas bacteriocinas parcialmente purificadas produzidas por C. maltaromaticum C2, e seus peptídeos antimicrobianos apresentaram moderada estabilidade térmica quando expostos a 100ºC por 30 minutos. Foram utilizadas duas técnicas para extração e purificação das bacteriocinas, a técnica de adsorção-dessorção às células produtoras, e a purificação com a resina XAD-16, baseada em interações hidrofílicas e hidrofóbicas com os peptídeos, seguida de extração em fase sólida, sendo que este último processo de purificação resultou em um extrato com alto teor de pureza, como observado durante as análises por cromatografia líquida de alta eficiência em coluna de fase reversa. Com o auxílio de técnicas de espectrometria de massas, foi detectado nos extratos obtidos a presença das carnobacteriocinas BM1 e B1, assim como o peptídeo antimicrobiano CbnX. Este trabalho é pioneiro na purificação de CbnX, pois anteriormente havia somente a descrição de seu gene, mas não havia sido descrita a purificação do peptídeo. Neste sentido, a linhagem estudada é única até o momento e poderá favorecer estudos de expressão gênica de bacteriocinas, bem como a otimização de processos de bioconservação. / The high demand for healthy and minimally processed foods has increased the search for new antimicrobial agents. Bacteriocins are ribosomally synthesized peptides produced by some bacteria, and are useful for biopreservation and food safety, without the possible toxic effects of classical preservatives widely used in food industry. Carnobacterium maltaromaticum C2 was isolated from Brazilian smoked fish (Surubim, Pseudoplatystoma sp.), and it inhibits Listeria monocytogenes, an important foodborne pathogen. In previous studies, it was demonstrated that this bacterial strain produces bacteriocins. In this study, general aspects of the production of bacteriocins by C. maltaromaticum C2 were evaluated, as well as their purification and characterization. C. maltaromaticum C2 produces bacteriocins between 5 and 25ºC, with the optimum incubation temperature between 20 and 25ºC. Similarly, the production of these compounds was higher in APT (All-purpose Tween) broth. However, for the purification steps, BHI (Brain heart infusion) broth and CAA (Casamino acids) broth were used due to their low interference with the processes. Lactobacillus sakei and L. monocytogenes were inhibited by the partially purified bacteriocins produced C. maltaromaticum C2, and their antimicrobial peptides showed moderate thermal stability when tested at 100ºC by 30 minutes. Two techniques for extraction and purification of the antimicrobial peptides were used, the adsorption-desorption of bacteriocins to the producer cells, and the purification with XAD-16 resin, based on hydrophilic and hydrophobic interactions with the peptides, followed by a step of solid phase extraction. The latter resulted in an extract with high purity, as observed by the analysis with reverse-phase high performance liquid chromatography. With mass spectrometry techniques, carnobacteriocins BM1 and B1 were detected, as well as the antimicrobial peptide CbnX. This is an innovative work because the purification of CbnX had never been reported, except its gene. In this respect, this C. maltaromaticum strain is unique until this moment, and may promote researches on gene expression, as well the optimization of biopreservation processes.

Quimotripsinas (EC 3.4.21.1) são serina proteinases que possuem 245 resíduos de aminoácidos arranjados em dois domínios duplo β-barril, sendo que o sítio ativo está localizado entre esses dois domínios. O estudo da especificidade das endopeptidases foi facilitado pelo conceito de sítio de ligação do substrato, que corresponde ao sítio ativo daquelas enzimas. Porém, sobre as quimotripsinas de insetos, praticamente não existe informação a respeito da especificidade dos diferentes subsítios dessas enzimas. O estudo da especificidade dos subsítios das quimotripsinas dos insetos Periplaneta americana, Tenebrio molitor e Diatraea saccharalis apresentaram maior eficiência de hidrólise sobre substratos que apresentam um resíduo Tyr em P1, embora as razões Phe/Tyr para os diferentes insetos sejam bastante variadas. Estas diferenças indicam diferentes especificidades para as quimotripsinas de insetos em P1. No entanto, estas diferenças parecem não seguir a posição ocupada pelo inseto na escala evolutiva e são menos evidentes do que as verificadas para as tripsinas dos mesmos insetos, onde há troca de especificidade primária. A quimotripsina de Periplaneta americana como a de Diatraea saccharalis preferencialmente clivam substratos com Pro em P2. Porém, o mesmo não acontece com a quimotripsina de Tenebrio molitor, que apresentou maior kcat/Km para o peptídeo com Ala em P2, essa preferência pode estar relacionada à conformação da Pro que difere dos demais resíduos por ser um iminoácido. Porém, as três quimotripsinas estudadas apresentaram maior kcat/Km para o peptídeo Ile em P3 indicando que esse subsítio possui um papel fundamental na discriminação dessas enzimas por substratos com resíduos de aminoácidos específicos nessa posição. As quimotripsinas de Periplaneta americana e Diatraea saccharalis apresentaram maior kcat/Km pelo peptídeo com Ser em P1\', evidenciando que a presença de um grupo hidroxila na cadeia lateral da Ser e o baixo volume da cadeia lateral do resíduo, torna o subsítio dessas enzimas mais seletivo que a quimotripsina de Tenebrio molitor que apresentou maior kcat/Km pelo peptídeo com Ala. Dessa forma, esse estudo colabora para um melhor conhecimento da especificidade dos subsítios das endopeptidases digestivas de insetos pode dar diretrizes para a purificação ou síntese de inibidores mais eficazes com ação direta nas enzimas digestivas de insetos e serem utilizados na produção de plantas transgênicas ou utilizados como bioinseticidas. / Chymotrypsins (EC 3.4.21.1) are serine proteases with 245 amino acids disposed in two double ?-barrel domains, being the active site locate between these two domains. The specificity study of endopeptidases was facilitated by the substrate binding site concept that is the active site of these enzymes. However there is not much information about the subsites specificity of insect chymotrypsins. The specificity study of insects chymotrypsins subsites of Periplaneta americana, Tenebrio molitor and Diatraea saccharalis showed higher substrate hydrolysis efficiency with Tyr in P1, however the Phe/Tyr proportion for different insects are varied. These differences have shown different specificities for insect chymotrypsins in P1. Meanwhile, this difference does not follow the position occupied by insects in evolutive scale, and it is less clear than those showed by the same insect trypsins were there is primary specificity cross. Like Diatraea saccharalis, the Periplaneta americana chymotrypsin breaks the substrate with Pro in P2. Nevertheless the same does not happen to Tenebrio molitor chymotrypsin with the higher kcat/Km for the peptide with Ala in P2, this preference may be related to the different conformation of Pro. The three studied chymotrypsins showed higher kcat/Km for the peptide with Ile in P3, what indicates that this subsite has a key role on these enzymes discrimination for substrates with specific amino acids in this position. The Periplaneta americana and Diatraea saccharalis chymotrypsins presented higher kcat/Km for the peptide with Ser in P1` evidencing that the hydroxyl group side chain presence in Ser and low side chain volume made this subsite more selective than Tenebrio molitor chymotrypsin with higher kcat/Km by Ala peptide. This study collaborates to a best knowledge about the subsite specificities of the insect digestive endopeptidases and the best inhibitors for purification or synthesis with direct action in insect digestive enzymes and to be utilized for transgenic plants or bio-insecticides production.

O desenvolvimento tecnológico, o crescimento industrial, o acelerado processo de urbanização e o crescimento populacional transformaram o espaço geográfico brasileiro. Somado à mudança de hábitos e de consumo acarretou e vem acarretando diversos problemas ambientais. O incentivo à troca e o investimento em produtos descartáveis, levaram a um aumento significativo da geração de resíduos sólidos. Tratar e dar um destino adequado à grande quantidade de resíduos tem sido um grande desafio às autoridades brasileiras. Para que haja melhor gestão e gerenciamento dos resíduos sólidos é preciso conhecer o que tem sido gerado, ou seja, qual a quantidade e que tipo de material é descartado. Para bem conhecer essa produção, a melhor maneira é fazer um estudo da geração e composição gravimétrica dos resíduos sólidos através de sua caracterização física. Portanto, a proposta deste trabalho foi fazer um levantamento da geração dos resíduos sólidos domiciliares no município de São Carlos. Essa investigação levou em conta não apenas os resíduos que chegam ao aterro sanitário através da coleta convencional, mas também os que chegam às centrais de triagem através da coleta seletiva, utilizando-se como instrumento principal a sua caracterização física. Na coleta convencional, o número de amostragem compreendeu todos os setores, sendo a massa da amostra obtida por quarteamento. Foi feito uma caracterização no inverno e outra no verão. Destacam-se, nos resultados, o percentual de resíduos sólidos domiciliares, em massa: matéria orgânica (59,08%), papel e papelão (6,44%), tetra pak (0,94%), vidro (1,67%), metal e alumínio (1,31%), plásticos 10,47% (2,84% de plásticos rígidos e 7,63%de plásticos filmes) e outros (20,09%). Observou-se que o percentual de materiais que poderiam ser reintroduzidos no mercado e estão sendo depositados no aterro sanitário, ainda é elevado, considerando a que a coleta seletiva foi introduzida no município em 2002. Na coleta seletiva destacam-se: o papel e papelão, com 47,41%; seguido pelos plásticos, com 21,60% (rígidos - 17,95% e filmes - 3,65%); vidro, 12,25%; metal e alumínio, 7,63% (lata - 1,54% e geral - 6,10%); rejeitos, 5,79% e tetra pak, 5,30%. / The technological development, the industrial growth, the sped up process of urbanization and the population growth had transformed geographic the space brazilian. Added to the change of habits and consumption it caused and it comes causing diverse ambient problems. The incentive to the exchange and the investment in dismissable products, had led to a significant increase of the generation of solid wastes. To treat and to give an adequate destination to the great amount of wastes have been a great challenge to the brazilian authorities. So that it has better management and management of the solid wastes are necessary to know what he has been generated, that is, which the amount and that type of material is discarded. To know this production well, the best way is to make a study of the generation and gravimetrical composition of the solid wastes through its physical characterization. Therefore, the proposal of this work was to make a current survey of the generation of the household waste in the city of Sao Carlos. This inquiry will not only take in account the wastes that arrive at it fill with earth bathroom through the conventional collection, but also the ones that they arrive at the central offices of selection through the selective collection, using itself as main instrument its physical characterization. They stand out, in the results, the percentage of household wastes, in mass: organic matter (59,08%), paper and cardboard (6,44%), tetra pak (0,94%), glass (1,67%), metal and aluminum (1,31%), plastics 10,47% (2,84% of rigid plastics and 7,63% of plastics films) and other (garbage) (20,09%). It was observed that the percentage of materials that could be returned in the market and they are being deposited in the sanitary landfill, it is still high, considering what the selective collection was introduced in the municipal district in 2002. In the selective collection they stand out: the paper and cardboard, with 47,41%; following for the plastics, with 21,60% (rigid - 17,95% and films - 3,65%); glass, 12,25%; metal and aluminum, 7,63% (can - 1,54% and general - 6,10%); garbage, 5,79% and tetra pak, 5,30%.

Orientador: Keizo Yukimitu / Banca: Ana Maria Osório Araya Balan / Banca: Sonia Hatsue Tatumi / Resumo: A formação geológica Rio Claro constitui um dos mais importantes registros sedimentares cenozóicos da Depressão Periférica Paulista. Apesar de essa formação geológica ser muito estudada, sua idade ainda encontra-se indeterminada. De modo a contribuir aos conhecimentos sobre a formação geológica Rio Claro, o trabalho objetivou um estudo geocronológico de seus sedimentos. Para isso, foram estudas cinco amostras sedimentares coletadas de pontos arbitrários da formação geológica, as quais foram denominadas de DSRC- 09, DSRC-10, DSRC-21, DSRC-22 e DSRC-23, e caracterizadas pela técnica da termoluminescência (TL). Grãos de quartzo de diâmetros entre 75 a 180 μm foram utilizados na caracterização. As amostras apresentaram sinal de termoluminescência natural entre 200 e 450 °C. Com exceção da amostra DSRC 22, todas as amostras apresentaram região de Plateau, que indica a região da curva de emissão que se manteve estável durante o período geológico a temperatura ambiente. A região de Plateau de DSRC-09, DSRC-10, DSRC 21 e DSRC-23 compreendeu o intervalo de temperatura de 320 a 380 °C. Pelo método Tm-Tstop se observou a presença de três picos constituindo a curva de emissão termoluminescente nessa região de temperatura. O nível residual da TL foi obtido após 80 horas de exposição dos grãos de quartzo à luz solar. Os sedimentos apresentaram não estar saturados, pois a intensidade do sinal TL aumentou em função de dose adicional artificial. Para a avaliação da idade dos sedimentos, o pico de 325 °C foi isolado e a energia de ativação foi calculada pelo método de crescimento inicial. As idades de deposição obtidas para as amostras DSRC-09, DSRC-10 e DSRC-21 foram respectivamente de 188.000 anos, 210.000 anos e 166.000 anos. / Abstract: The geological formation Rio Claro constitutes one the most important sedimentary records of São Paulo Peripheral Depression. Although this geological formation is too much studied, its age yet is not determinate. To contribute to knowledge about Rio Claro geological formation, the work aimed a geocronological study of its sediments. For this, five sedimentary samples collected from arbitrary points were studied, which were called DSRC-09, DSRC-10, DSRC- 21, DSRC-22 and DSCR 23, and characterized by thermoluminescence technique. Grains of quartz with diameter between 75 and 180 μm were utilized to characterize it. The samples showed natural thermoluminescence signal between 200 and 450 °C. Except for the sample DSRC 22, all samples showed Plateau region, indicating that the region of glow curve remained stable during the geological time at environment temperature. Plateau region of DSRC-09, DSCR-10, DSRC-21 and DSRC-23 was defined by temperature range of 320 °C to 380°C. The method Tm-Tstop showed that the glow curves are composed by tree peaks in this temperature range. The residual TL was obtained after 80 hours of sunlight exposure. The sediments had not been saturated, because the TL signal intensity increased according to the artificial additional dose. For evaluation of the age sediments, the 325 °C peak was isolated and the activation energy was calculated by the method initial rise. The deposition ages for the samples DSRC-09, DSRC-10 and DSRC-21were respectively 188.000, 210.000 and 166.000 years. / Mestre

Hydrogen storage is a developing technology that can be used as an energy vector for sustainable energy applications such as fuel cells for transport applications or for supplying power to the grid in moments of high demand. However, before hydrogen can be used as a practical energy vector, hydrogen storage issues, such as low gravimetric storage density, need to be addressed. One possible solution could be using nanoporous materials to physically adsorb hydrogen at low temperatures and moderate pressures. Hydrogen adsorption excess isotherms in solid-state porous materials can be obtained experimentally. However, the total amount stored in them, a quantity of more practical interest, cannot be measured by experimental techniques. Therefore, a model developed at the University of Bath is used to predict the total amount of hydrogen contained in nanoporous materials from their experimentally derived excess isotherm data. According to inelastic neutron scattering experiments (TOSCA, ISIS, RAL, Oxfordshire), solid-like hydrogen is likely to exist within the pores. The model is applied in this work in order to search for relationships between intrinsic properties of the materials (BET surface area, pore volume and pore size) and the predicted total hydrogen capacity of the materials. The model assumes adsorbed hydrogen at a constant density within the pore (defined as the absolute), also taking bulk hydrogen in the pore (amount that is not considered to be adsorbed by the adsorbent), into account. Several MOF datasets have been used to search for these relations, since they are the materials that have the highest hydrogen uptake in solid-state adsorption. Different MOFs and MOF families have been tested in order to widen the range of the correlations. Also, different strategies, such as fixing the pore volume when applying the fittings, relying on experimental data, or using high pressure hydrogen isotherm data to increase the robustness of the model have been researched. These MOFs have been either synthesized and characterized at the University of Bath or their datasets obtained from literature. Some of these MOFs with zeolitic structure exhibited unreported flexibility, being their structures further characterized. Changes on accessible pore size for hydrogen storage were also investigated using C60 in IRMOF-1. The final aim of this work is to find possible correlations between BET surface area, pore volume and pore size to find out what the values of these parameters have to be in a specific material to fulfil the DOE hydrogen storage requirements.

"Fluoroscopic imaging devices for interventional radiology and cardiovascular applications have traditionally used image-intensifiers optically coupled to either charge-coupled devices (CCDs) or video pick-up tubes. While such devices provide image quality sufficient for most clinical applications, there are several limitations, such as loss of resolution in the fringes of the image-intensifier, veiling glare and associated contrast loss, distortion, size, and degradation with time. This work is aimed at overcoming these limitations posed by image-intensifiers, while improving on the image quality. System design parameters related to the development of a high-resolution CCD-based imager are presented. The proposed system uses four 8 x 8-cm three-side buttable CCDs tiled in a seamless fashion to achieve a field of view (FOV) of 16 x 16-cm. Larger FOVs can be achieved by tiling more CCDs in a similar manner. The system employs a thallium-doped cesium iodide (CsI:Tl) scintillator coupled to the CCDs by straight (non-tapering) fiberoptics and can be operated in 78, 156 or 234-microns pixel pitch modes. Design parameters such as quantum efficiency and scintillation yield of CsI:Tl, optical coupling efficiency and estimation of the thickness of fiberoptics to provide reasonable protection to the CCD, linearity, sensitivity, dynamic range, noise characteristics of the CCD, techniques for tiling the CCDs in a seamless fashion, and extending the field of view are addressed. The signal and noise propagation in the imager was modeled as a cascade of linear-systems and used to predict objective image quality parameters such as the spatial frequency-dependent modulation transfer function (MTF), noise power spectrum (NPS) and detective quantum efficiency (DQE). The theoretical predictions were compared with experimental measurements of the MTF, NPS and DQE of a single 8 x 8-cm module coupled to a 450-microns thick CsI:Tl at x-ray beam quality appropriate for cardiovascular fluoroscopy. The measured limiting spatial resolution (10% MTF) was 3.9 cy/mm and 3.6 cy/mm along the two orthogonal axes. The measured DQE(0) was ~0.62 and showed no dependence with incident exposure rate over the range of measurement. The experimental DQE measurements demonstrated good agreement with the theoretical estimate obtained using the parallel-cascaded linear-systems model. The temporal imaging properties were characterized in terms of image lag and showed a first frame image lag of 0.9%. The imager demonstrated the ability to provide images of high and uniform spatial resolution, while preserving and potentially improving on DQE performance at dose levels lower than that currently used in clinical practice. These results provide strong support for potential adaptation of this type of imager for cardiovascular and pediatric angiography."

This Thesis proposes phase modulating interferometry as an alternative to phase stepping and phase-shifting interferometry for use in the shape and displacement characterization of microelectromechanical systems (MEMS) [Creath, 1988; de Groot, 1995a; Furlong and Pryputniewicz, 2003]. A phase modulating interferometer is developed theoretically with the use of a stroboscopic illumination source and implemented on a Linnik configured interferometer using a software control package developed in the LabVIEWâ„¢ programming environment. Optimization of the amplitude and phase of the sinusoidal modulation source is accomplished through the investigation and minimization of errors created by additive noise effects on the recovered optical phase. A spatial resolution of 2.762 µm over a 2.97x2.37 mm field of view has been demonstrated with 4x magnification objectives within the developed interferometer. The measurement resolution lays within the design tolerance of a 500Ã… ±2.5% thick NIST traceable gold film and within 0.2 nm of data acquired under low modulation frequency phase stepping interferometry on the same physical system. The environmental stability of the phase modulating interferometer is contrasted to the phase stepping interferometer, exhibiting a mean wrapped phase drift of 40.1 mrad versus 91 mrad under similar modulation frequencies. Shape and displacement characterization of failed µHexFlex devices from MIT's Precision Compliant Systems Laboratory is presented under phase modulating and phase stepping interferometry. Shape characterization indicates a central stage displacement of up to 7.6 µm. With a linear displacement rate of 0.75 Ã…/mV under time variant load conditions as compared to a nominal rate of 1.0 Ã…/mV in an undamaged structure [Chen and Culpepper, 2006].