Hoy en día la habilidad de producir capas de óxidos metálicos compuestos por nanogranos es muy importante, no sólo como conocimiento fundamental, sino también desde un punto de vista industrial debido a las numerosas aplicaciones de los óxidos metálicos nanoesctructurados en varios dispositivos electrónicos. Por ejemplo, en el campo de los sensores de gas, la relación superficie-volumen de las capas basadas en nanogranos de óxidos metálicos, ofrece la posibilidad de mejorar las propiedades de detección de estos dispositivos. Por esta razón, una gran fracción del total de la investigación y desarrollo en el campo de los sensores de gas basados en óxidos metálicos está dirigida a obtener capas activas compuestas por nanogranos. En la actualidad el estudio de nuevas técnicas para el depósito de capas activas compuestas por nanogranos y además compatibles con la fabricación de microsistemas se ha convertido en una necesidad imperiosa. La presente tesis resume el trabajo del autor llevado a cabo en los últimos cuatro años y está relacionado con el desarrollo de dos regimenes especiales para depositar capas finas de óxido metálico por el método de pulverización catódica asistida por radio frecuencia para aplicaciones de sensores de gas. El primer régimen, nombrado régimen de interrupciones consiste en depositar la capa óxido metálico con una o varias interrupciones durante el proceso. El segundo régimen, nombrado régimen flotante consiste en introducir "extra" interfases dentro del volumen de la capa del óxido metálico por medio de interrupciones y empleando dos densidades de potencia durante el depósito (la primera para depositar el volumen de la capa y la segunda para depositar la capa superficial). El trabajo realizado en esta tesis fue de carácter experimental; además fue complementado por varios tipos de técnicas de caracterización que permitieron estudiar las propiedades físicas y las de detección de las capas depositadas.Los resultados mostraron que la introducción de "extra" interfases en el volumen de las capas de trióxido de tungsteno (WO3) influye en las propiedades morfológicas y estructurales de la capa obtenida. Se determinó que la transformación de fase del WO3, de amorfo a cristalino, tiene diferente tipo de actividad en las capas depositadas con interrupciones en comparación con las depositadas sin interrupciones. Así se observó que el proceso de cristalización es más lento cuando se depositan las capas de óxido metálico mediante el régimen de interrupciones. Por otro lado, se observó una reducción del tamaño de grano en las capas de WO3 depositadas tanto a través del régimen de interrupciones como del régimen flotante. También se determinó que los microsensores de gas fabricados empleando los dos regimenes estudiados tienen prometedoras características de detección, puesto que estos dispositivos mostraron mejor sensibilidad y selectividad a bajas concentraciones de gases oxidantes, tales como NO2 y O3, en comparación con los sensores de gas fabricados a través del régimen convencional de depósito por pulverización catódica. En conclusión, los sensores desarrollados en esta tesis podrían ser usados para monitorizar los principales contaminantes del aire.La tecnología de sensores se muestra como una de las tecnologías más importantes del futuro con una gran variedad de aplicaciones las cuales van desde el sector industrial hasta el sector privado. En la actualidad los sensores de gases son empleados para detectar y monitorizar una variedad de gases incluyendo gases tóxicos y explosivos. Las aplicaciones mas importantes de los sensores de gas están relacionados con el sector de la automoción, el sector industrial y el sector aeroespacial (donde los sensores son empleados para detectar gases tales como NOx, O2, NH3, SO2, O3, CO2 y gases de combustión para la protección del medio ambiente), el sector de la industria alimenticia (donde los sensores de gas son utilizados para controlar los procesos de fermentación), en el sector domestico (donde el CO2, humedad y gases de combustión necesitan ser detectados), el sector médico (donde los sensores de gas son aplicados para el diagnóstico y la monitorización de pacientes), y el sector de la seguridad (donde los sensores de gas son requeridos para detectar trazas de explosivos). Aunque algunas técnicas convencionales como la espectroscopia de masas o la cromatografía de gases pueden ser usadas en las aplicaciones mencionadas anteriormente con alta selectividad y sensibilidad, resulta obvio que su uso esta limitado por el coste, la instrumentación, la complejidad y el volumen de los equipos. Al contrario, los sensores de gas de estado sólido, en particular aquellos basados en capas de óxidos metálicos, representan una buena alternativa debido a su bajo costo, posibilidad de movilidad y compatibilidad con la tecnología microelectrónica. Desafortunadamente la falta de selectividad y estabilidad de largo plazo son parte de la problemática de este tipo de dispositivos. Como resultado, el desarrollo de sensores de gas basados en óxidos metálicos de alta sensibilidad, selectividad y buena estabilidad de largo plazo es el tema de muchas investigaciones. Hasta ahora, varias estrategias basadas principalmente en el uso de aditivos específicos en la superficie, catalizadores y promotores, controladores de temperatura y filtros han sido estudiadas con el objetivo de resolver parcialmente la problemática de los sensores de gas basados en óxidos metálicos. Sin embargo el autor cree que el paso fundamental para mejorar las funciones de este tipo de sensores esta relacionado con las recientes estrategias que tienen por objetivo el desarrollo de métodos para incremental el área superficial de la capa activa. Es bien sabido que la eficiencia de los sensores basados en óxidos metálicos está relacionada directamente con relación superficie-volumen de las capas activas. En esencia, las líneas de investigación estudiadas para conseguir altas áreas superficiales en las capas activas, pueden ser clasificadas en dos grupos. El primero consiste en la obtención de nanoparticulas basadas en óxidos metálicos a través de procesos químicos o físicos. El segundo consiste en la aplicación métodos especiales de preparación para el modelado de la superficie activa (por ejemplo, plantillas de estructura de alúmina porosa). Esta última opción representa una buena alternativa, pero sin métodos que permitan depositar capas activas basadas en nanopartículas no es factible. Por esta razón, es importante desarrollar métodos que permitan obtener capas de óxido metálico compuestos por nanopartículas. En este contexto, la presente tesis tiene como objetivo desarrollar técnicas de deposito basadas en el método de pulverización catódica para depositar capas de oxido metálico compuestas por nanogranos. Este manuscrito resume el trabajo del autor llevado a cabo en los últimos cuatro años y está relacionado con el desarrollo de nuevas tecnologías para depositar capas de óxidos metálicos con el fin de ser aplicadas en sensores de gases. El trabajo realizado en esta tesis fue de carácter experimental; además fue complementado por varios tipos de técnicas de caracterización que permitieron estudiar las propiedades físicas y las de detección de las capas depositadas.La novedad del trabajo radica en la aplicación de dos regimenes de depósito a través de la técnica de pulverización catódica asistida por radio frecuencia para la creación de capas de oxido metálico aplicadas a sensores de gas. El primer régimen, nombrado régimen de interrupciones consiste en depositar una capa óxido metálico con una o varias interrupciones durante el proceso. En este caso se introducen "extra" interfases en el volumen de la capa, donde se forma una superficie en equilibrio debido a la saturación de los enlaces libres en la superficie producida por los átomos residuales de la atmósfera y/o la relajación de la estructura en la interfase durante la interrupción. El segundo régimen, nombrado régimen flotante consiste en introducir "extra" interfases dentro del volumen de la capa del óxido metálico por medio de interrupciones y empleando dos densidades de potencia durante el depósito (la primera para depositar el volumen de la capa y la segunda para depositar la capa superficial). Los resultados mostraron que la aplicación interrupciones durante el crecimiento de capas finas de WO3 permite la creación de capas compuestas por nanogranos. La caracterización morfológica de las muestras depositadas con este régimen dio evidencia de la reducción del tamaño de grano en el WO3 en comparación con las muestras depositadas a través del régimen convencional. Se determinó una reducción en el tamaño de grano desde 24 nm a 17 nm mediante microscopia de fuerza atómica. Por otro lado, las capas de WO3 depositadas por interrupciones revelaron una estructura monoclínica con simetría Pc. Se determinó que la transformación de fase del WO3, de amorfo a cristalino, tiene diferente tipo de actividad en las capas depositadas con interrupciones en comparación con las depositadas sin interrupciones. Así se observó que el proceso de cristalización es más lento cuando se depositan las capas de óxido metálico mediante el régimen de interrupciones. La caracterización de las propiedades de detección de los microsensores de gas fabricados empleando el régimen de interrupciones reveló una mejora de la sensibilidad y selectividad a bajas concentraciones de gases oxidantes, tales como NO2 y O3, con respecto a los sensores fabricados convencionalmente. La mejora de la sensibilidad de los sensores fabricados con el régimen de interrupciones esta relacionada con la disminución del tamaño de grano en la capa activa.Los sensores de WO3 fabricados mediante el régimen flotante no mostraron diferencias ni en el tamaño de grano ni en la composición cristalina con respecto a las capas depositadas por interrupciones. La caracterización de las propiedades de detección de los sensores de gas fabricados con el régimen flotante dio como resultado altas sensibilidades para bajas concentraciones de NO2. La mejora de la sensibilidad observada en los sensores de gas fabricados por el régimen flotante parece estar relacionada no solo con la reducción en el tamaño de grano de la capa activa (comparando con los sensores de gas convencionales), si no también podría tener relación con el grado de limpieza de la superficie de la capa, la cual es mejor debido a que la capa superficial es depositada a una densidad de potencia más alta. En base a estos resultados se cree que los sensores desarrollados en esta tesis podrían ser usados para monitorizar los principales contaminantes del airePalabras clave: Trióxido de tungsteno, RF sputtering, Nanogranos, Sensor de Gas

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Orientador: Vitor Baranauskas / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-08-09T14:59:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_AnaAmelia_M.pdf: 19209454 bytes, checksum: 1a2efefc090d27e2715b48aad097989d (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O desenvolvimento de novos materiais para a produção de implantes ortopédicos tem sido uma busca constante, devido principalmente ao aumento das aplicações clínicas e à necessidade de se alcançar maior durabilidade, diminuindo assim as cirurgias de revisão. O diamante CVD obtido por deposição química da fase vapor é um novo material com grande potencial de uso devido às suas excelentes propriedades físico-químicas. Dentre elas pode-se destacar a inércia química, extrema dureza e baixo coeficiente de atrito, características importantes para materiais que necessitam resistir ao desgaste e à corrosão produzida pelos fluídos do corpo humano. O objetivo deste estudo foi avaliar pela análise ¿in vitro¿ e ¿in vivo¿ a biocompatibilidade de tubos de diamante microcristalino e diamante nanocristalino produzidos pela deposição química de vapor em filamento quente (CVD). Palavras Chave: diamante CVD, biomateriais, implantes, próteses / Abstract: The development of new materials for orthopedic implants has been a quest due to the increasing number of clinical applications and necessity of achieving larger durability for lessening the need for revision surgeries. Diamond CVD (Chemical Vapour Deposition) is a new material with larger potential of future use due its excellent physico-chemical properties like for instance, high chemical inertness, extreme hardness and low friction coefficient. The aim of this study is to evaluate by ¿in vitro¿ and ¿in vivo¿ assays the biocompatibility of microcrystalline and nanocrystalline diamond self-sustaining tubes produced by hot-filament chemical vapor deposition (CVD). Key Words: chemical-vapor-deposited diamond, biomaterials, implants, prosthesis / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

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Palladium catalysts are frequently used in C-C coupling reactions. The aim of this work is to prepare several heterogeneous palladium catalysts from comercially available silica gel, each with different bifunctional ligand deposited on the surface of silica gel by N-propylamide linking group, and their testing on several C-C coupling reactions (Heck reaction, reaction of acyl chlorides with boronic acids and reaction of acyl chlorides with terminal acetylenes). Some other aspects of heterogeneous catalysis (such as palladium leaching into the reaction mixture and possibility of catalyst reuse) are discussed, too. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

Corals are frequently exposed to elevated turbidity and deposited sediment caused from coastal construction, dredging, and/or beach renourishment. This study addresses the effects of turbidity and deposited sediment on the survival and growth of newly settled and 6-week-old Orbicella faveolata recruits and disentangles the effects of turbidity and deposited sediment. We conducted two experiments in which newly settled coral recruits were reared in one of ten different turbidity and deposited sediment treatments for five weeks (0 NTU/ 0 mg cm-2, 3.4 NTU/ 0 mg cm-2, 8.2 NTU/ 0 mg cm-2, 16 NTU/ 0 mg cm-2, 29.1 NTU/ 0 mg cm-2, 0 NTU/ 0 mg cm-2, 3.4 NTU/ 27.7 mg cm-2, 8.2 NTU/ 50 mg cm-2, 16 NTU/ 101 mg cm-2, 29.1 NTU/ 220 mg cm-2). The highest turbidity treatment in the absence of deposited sediment (29.1 NTU/ 0 mg cm-2) had the best survival, suggesting that turbidity in the absence of sediment is beneficial to coral recruits, as it decreases harmful light levels. However, when recruits were exposed to both turbidity and deposited sediment, representative of normal coastal construction conditions, high turbidity when coupled with deposited sediment (16 NTU/ 101 mg cm-2 and 29.1 NTU/ 220 mg cm-2) had negative effects on coral recruits. Based on the results from the first experiment, the experiment was repeated with six-week-old symbiotic recruits for two weeks to determine if the sensitivity to light and benefits of high turbidity were related to the presence of symbionts. Six-week-old recruits also had the highest survival in the highest turbidity treatment, suggesting that light sensitivity by coral recruits is not dependent on the presence of symbionts within the first six weeks post-settlement. While the low light associated with turbidity increases recruit survival, turbidity is a proxy for deposited sediment, which has negative effects on coral recruits. Based on the results from this study, regulations should prevent turbidity from exceeding 8.2 NTU to prevent excessive deposited sediment on coral reefs, and its deleterious effects on corals.

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abstract: Soiling is one of the major environmental factors causing the negative performance of photovoltaic (PV) modules. Dust particles, air pollution particles, pollen, bird droppings and other industrial airborne particles are some natural sources that cause soiling. The thickness of soiling layer has a direct impact on the performance of PV modules. This phenomenon occurs over a period of time with many unpredictable environmental variables indicated above. This situation makes it difficult to calculate or predict the soiling effect on performance. The dust particles vary from one location to the other in terms of particle size, color and chemical composition. These properties influence the extent of performance (current) loss, spectral loss and adhesion of soil particles on the surface of the PV modules. To address this uncontrolled environmental issues, research institutes around the world have started designing indoor artificial soiling stations to deposit soil layers in various controlled environments using reference soil samples and/or soil samples collected from the surface of PV modules installed in the locations of interest. This thesis is part of a twin thesis. The first thesis (this thesis) authored by Shanmukha Mantha is related to the development of soiling stations and the second thesis authored by Darshan Choudhary is associated with the characterization of the soiled samples (glass coupons, one-cell PV coupons and multi-cell PV coupons). This thesis is associated with the development of three types of indoor artificial soiling deposition techniques replicating the outside environmental conditions to achieve required soil density, uniformity and other required properties. The three types of techniques are: gravity deposition method, dew deposition method, and humid deposition method. All the three techniques were applied on glass coupons, single-cell PV laminates containing monocrystalline silicon cells and multi-cell PV laminates containing polycrystalline silicon cells. The density and uniformity for each technique on all targets are determined. In this investigation, both reference soil sample (Arizona road dust, ISO 12103-1) and the soil samples collected from the surface of installed PV modules were used. All the three techniques are compared with each other to determine the best method for uniform deposition at varying thickness levels. The advantages, limitations and improvements made in each technique are discussed. / Dissertation/Thesis / Masters Thesis Mechanical Engineering 2016