As ligas de alumínio AA2024 e AA7050 tradicionalmente são utilizadas na fabricação de estruturas da fuselagem e da asa de aeronaves. Normalmente, a união dos componentes dessas estruturas é realizada por rebites, já que processos de soldagem com fusão produziriam defeitos indesejáveis. O processo de soldagem por fricção linear com mistura ou Friction Stir Welding (FSW) é uma alternativa à união de chapas de ligas de alumínio por rebites haja vista que não há fusão do material durante a união. No presente trabalho estudou-se o comportamento eletroquímico e a caracterização microestrutural de uma junta sobreposta, composta por um perfil extrudado da liga AA7050-T76511 e uma chapa da liga AA2024-T3, ambos previamente anodizados, soldada por fricção linear com mistura. O comportamento eletroquímico foi avaliado através da utilização da Técnica de Varredura com Eletrodo Vibratório (SVET), medidas do potencial de corrosão e curvas de voltametria cíclica em solução de 0,1 M de NaCl. Correntes anódicas mais intensas foram medidas na região da solda e ainda verificou-se que esta possui menores potenciais de pite e corrosão do que ambas as ligas. Também foi constatada a presença de corrosão intercristalina em ambas as ligas e na região da solda, porém com maior severidade na liga AA2024-T3. / AA2024 and AA7050 aluminum alloys are traditionally used in the manufacture of fuselage structures and aircrafts wings. Usually, the component union of these structures is made using rivets since weld process with melting will produce unwanted defects. The Friction Stir Welding (FSW) process is an alternative way to replace the traditional rivet union of aluminum alloys in the aeronautical and aerospace industries since the material does not melt during the joint. In the present work it has been studied the electrochemical behavior and microstructural characterization of a lap joint composed of an extruded profile of AA7050-T76511 alloy and a sheet of AA2024-T3 alloy, both of them previously anodized and jointed by friction stir welding. The electrochemical behavior was evaluated by means of Scanning Vibrating Electrode Technique (SVET), measurements of the corrosion potential and cyclic voltammetry in 0,1 M NaCl. Higher anodic currents were found in the weld region, moreover this region has the lowest pit and corrosion potential. Intercrystalline corrosion was found in both alloys and in the weld region, with the highest intensity in the AA2024-T3 alloy.

Submitted by RAPHAEL MAZZINE BARBOSA DE OLIVEIRA (mazzine.r@gmail.com) on 2018-08-31T12:54:04Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_RMAZZINE.pdf: 2481284 bytes, checksum: e17b453dc770c4f6b899c9c0a5de342a (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Carolina Gonçalves Bet null (abet@iq.unesp.br) on 2018-09-05T12:38:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_rmb_me_araiq_int.pdf: 2195098 bytes, checksum: 013fbe713d5edbed6ff4d629e660b906 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-05T12:38:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_rmb_me_araiq_int.pdf: 2195098 bytes, checksum: 013fbe713d5edbed6ff4d629e660b906 (MD5) Previous issue date: 2018-08-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Desde a primeira descrição de biossensor reportada por Clark e Lyons em 1962, houve um extenso trabalho no desenvolvimento e aprimoramento de novas técnicas de biossensoriamento para detecção de biomarcadores com relevância médica. Destaca-se nesse processo o estudo de superfície de eletrodos, pois esse influencia diretamente em aspectos como; sensibilidade, estabilidade e qualidade do sinal. Portanto, este projeto consiste em avaliar comparativamente três superfícies de eletrodos baseadas em nanoestruturas contendo nanopartículas de azul da Prússia, funcionando com sonda redox do sistema, e materiais carbonáceos (como óxido de grafeno e nanotubos de carbono) para aplicação em biossensores. Foram avaliados aspectos como composição, características capacitivas redox e estabilidade de sinal. A técnica de análise utilizada é a espectroscopia de capacitância eletroquímica (ECE) que apresenta vantagens como não usar amplificadores de sinal (sondas redox) em solução, configuração esta, importante para métodos de diagnóstico point-of-care. Das superfícies analisadas, a composta por nanopartículas de azul da Prússia e óxido de grafeno (PBNP+GO) apresentou os melhores parâmetros de estabilidade e compatibilidade com os aspectos teóricos da técnica de ECE, sendo então selecionada para realização de testes de biossensoriamento que, através da funcionalização da superfície com anticorpos Anti-IL-6, detectaram seletivamente a presença do biomarcador IL-6. / Since the first description of biosensor reported by Clark and Lyons in 1962, numerous works related to the development and enhancement of novel medical biosensing techniques have been published. In that context, it must be highlighted the study of electrode surfaces as it has direct influence in aspects like; sensitivity, stability and signal quality. Therefore, this project aims to evaluate three electrode surfaces based on nanostructures with Prussian blue nanoparticles, as redox probe, and carbonaceous materials (like graphene oxide and carbon nanotubes) and their application in biosensors. It was evaluated aspects like composition, redox capacitive characteristics and signal stability. The electrochemical capacitance spectroscopy technique (ECE) was used as it offers several advantages like no need of signal amplifiers (redox probes) in solution and, then, making this technique more adequate for point-of-care diagnosis. Among the analysed surfaces, the one composed by Prussian blue nanoparticles and graphene oxide (PBNP+GO) was identified as the best surface in terms of stability and compatibility to the theoretical aspects of ECE. Therefore, that structure was selected to further biosensing essays, by functionalizing the surface with Anti-IL-6 antibodies, that indicated the selective detection of the IL-6 biomarker. / 1583843

This paper describes the development of simple and efficient electrochemical sensors, based on multi-walled carbon nanotubes (MWNCT) chemically modified with nitroanilines (NA), and electroreduced products. These sensors were developed for the simultaneous determination of uric acid (UA), ascorbic acid (AA) and dopamine (DO). NAs, on the MWCNT-modified glassy carbon, suffer reduction, where the nitro group is reduced irreversibly generating the redox couple hydroxylamine/nitroso, originating the chemically modified electrode (CME). The techniques employed for this work were cyclic voltammetry and chronoamperometry, which were used to study the electrochemical behavior of the modified electrode, for detection of analytes in biological samples, obtaining the kinetic parameters and analytical characterization of the platform. In order to assess the effect of the nitro group position in the series of nitroanilines, the isomers ortho-nitroaniline (oNA) and meta-nitroaniline (mNA) were evaluated for sensitivity and response toward AA and UA detection, following the same procedure applied for para-nitroaniline (pNA), which showed the highest current variation, indicating greater effectiveness. The chronoamperometric studies were used, in order to obtain more information about the redox process between AA and the functionalized platforms, since this proved to be a catalytic process. Thus, by means of graphs and Cottrell equation, it was possible to obtain values for the apparent diffusion coefficient (DAA) and the catalytic constant (kcat) for the reaction with AA. The values of kcat and DAA determined for AA were 3.83 x 10-6 cm-2 s-1 and 1.879 x 106 M-1 s-1, respectively. The amperometric sensor allowed the determination of AA, DO and UA. The following figures of merit were obtained: for AA: linear range 5 to 80 M and detection limit of 9.84 M; for DO, linear range of 5 to 80 M and detection limit of 2.13 M and, for UA, linear range of 5 to 80 M and detection limit of 2.30 M. From the obtained performance, the use of nanostructured platform composed of MWNCT and activated pNA is justified, mainly for the simultaneous determination of AA, DO and UA. The comparative study of the isomers showed that the pNA and mNA chemically modified sensors showed increased sensitivity toward the analytes AA and UA, compared to oNA. The study with diazonium salts showed that para-nitroaniline adheres to the surface of the electrode by grafting. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Neste trabalho é descrito o desenvolvimento de um sensor eletroquímico simples e eficiente à base de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (do inglês MWNCT) e quimicamente modificado com nitroanilinas polimerizadas e seus produtos de redução, no intuito de desenvolver um sensor para determinar simultaneamente ácido úrico (AU), ácido ascórbico (AA) e dopamina (DO). As nitroanilinas sobre o MWNCT depositado em carbono vítreo, são reduzidas, gerando o par redox hidroxilamina/nitroso, originando o eletrodo quimicamente modificado (EQM). As técnicas empregadas para a realização deste trabalho foram voltametria cíclica e cronoamperometria, as quais foram utilizadas para estudar o comportamento eletroquímico dos eletrodos modificados, detecção dos analitos em amostras biológicas, obtenção dos parâmetros cinéticos e caracterização analítica da plataforma. Com o intuito de verificar a influência da posição do grupo nitro na série das nitroanilinas, os isômeros orto-nitroanilina (oNA) e meta-nitroanilina (mNA) foram avaliados em relação à sensibilidade e resposta para a detecção de AA e AU, seguindo a mesma metodologia de modificação e ativação do sensor modificado com para-nitroanilina (pNA), que apresentou maior variação de corrente, indicativa de maior sensibilidade. Os estudos cronoamperométricos foram realizados com o objetivo de obter maiores informações acerca dos processos redox entre AA e a plataforma funcionalizada, uma vez que este demonstrou ser um processo catalítico. Assim, por meio de gráficos e equações de Cottrell, foi possível obter os valores aparentes para o coeficiente de difusão (DAA) e a constante catalítica (kcat) da reação para o AA. Os valores do DAA e de kcat, determinados para AA, foram de 3,83 x 10-6 cm-2 s-1 e 1,88 x 106 M-1 s-1, respectivamente. O sensor amperométrico apresentou como figuras de mérito relativas à determinação de AA, DO e AU, os seguintes valores: em relação ao AA apresentou faixa linear de 5 a 80 M e limite de detecção 9,84 M; para DO, faixa linear de 5 a 80 M e limite de detecção de 2,13 M e, em relação a AU, faixa linear de 5 a 80 M, e limite de detecção de 2,30 M. A partir do desempenho obtido, justifica-se a utilização da plataforma nanoestruturada fundamentada em MWNCT e pNA ativado como sensor principalmente para a determinação simultânea de AA, DO e AU. O estudo comparativo entre os isômeros evidenciou que os sensores formados por pNA e mNA mostraram maior sensibilidade frente aos analitos AA e AU quando comparados com a plataforma formada por oNA. O estudo com os sais de diazônio, utilizando os mesmos parâmetros da oxidação e ativação, mostrou que a para-nitroanilina adere a superfície do eletrodo por grafitagem.

As ligas de alumínio AA2024 e AA7050 tradicionalmente são utilizadas na fabricação de estruturas da fuselagem e da asa de aeronaves. Normalmente, a união dos componentes dessas estruturas é realizada por rebites, já que processos de soldagem com fusão produziriam defeitos indesejáveis. O processo de soldagem por fricção linear com mistura ou Friction Stir Welding (FSW) é uma alternativa à união de chapas de ligas de alumínio por rebites haja vista que não há fusão do material durante a união. No presente trabalho estudou-se o comportamento eletroquímico e a caracterização microestrutural de uma junta sobreposta, composta por um perfil extrudado da liga AA7050-T76511 e uma chapa da liga AA2024-T3, ambos previamente anodizados, soldada por fricção linear com mistura. O comportamento eletroquímico foi avaliado através da utilização da Técnica de Varredura com Eletrodo Vibratório (SVET), medidas do potencial de corrosão e curvas de voltametria cíclica em solução de 0,1 M de NaCl. Correntes anódicas mais intensas foram medidas na região da solda e ainda verificou-se que esta possui menores potenciais de pite e corrosão do que ambas as ligas. Também foi constatada a presença de corrosão intercristalina em ambas as ligas e na região da solda, porém com maior severidade na liga AA2024-T3. / AA2024 and AA7050 aluminum alloys are traditionally used in the manufacture of fuselage structures and aircrafts wings. Usually, the component union of these structures is made using rivets since weld process with melting will produce unwanted defects. The Friction Stir Welding (FSW) process is an alternative way to replace the traditional rivet union of aluminum alloys in the aeronautical and aerospace industries since the material does not melt during the joint. In the present work it has been studied the electrochemical behavior and microstructural characterization of a lap joint composed of an extruded profile of AA7050-T76511 alloy and a sheet of AA2024-T3 alloy, both of them previously anodized and jointed by friction stir welding. The electrochemical behavior was evaluated by means of Scanning Vibrating Electrode Technique (SVET), measurements of the corrosion potential and cyclic voltammetry in 0,1 M NaCl. Higher anodic currents were found in the weld region, moreover this region has the lowest pit and corrosion potential. Intercrystalline corrosion was found in both alloys and in the weld region, with the highest intensity in the AA2024-T3 alloy.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4128.pdf: 9807151 bytes, checksum: 09b3d92e5d64bc3b0c07b77d4b6f707e (MD5) Previous issue date: 2011-08-11 / Universidade Federal de Sao Carlos / The chemical attack on crude oil, which contains corrosive compounds such as H2S, CO2, naphthenic acids and salts dissolved in the aqueous phase, combined with effects of varying pH, temperature, flow and pressure, has great influence on the corrosion rate in equipment steel. Given the small number of papers in the literature relating to the study of corrosion of steel in contact with crude oil, and the importance of the topic, this study aimed to characterize the main corrosion of steel AISI 1020, which has similar chemical composition most of the steel pipelines in oil. Due to the high resistivity of oil, this study used the techniques of Electrochemical Impedance Spectroscopy, EIS, and Electrochemical Noise, EN, for the measurements of steel corrosion. Initially tests were carried out mass loss in steel samples immersed in simulated oil with different amounts of acetic acid in order to define the concentrations and their corrosive effects. Considering the oil contained in the aqueous phase were studied by EIS types of steel corrosion in oil OAPI 17 with different amounts of sea water emulsified. The spectra obtained by EIS showed three semi-circles, and at high frequencies (> 10Hz), the predominant effect of the capacitive and resistive bulk oil and in medium (10 - 0.05 Hz) and low (<0.05 Hz) frequencies the effects of adsorption, electrical double layer and charge transfer resistance at the interface of the electrode is predominant. Optical images were obtained after the accelerated corrosion of steel/emulsions systems and for polarization curve measurements in situ of the steel/water extract, where there was variation in the morphology of the attack with the variation in the amount of water emulsified in oil. Considering the presence of corrosive three species: sea water (0.5 and 4.0%), naphthenic acid (500 and 3,000 ppm) and H2S (50 ppm and 1,000), and using a 23 factorial design of experiments to obtain the effect cross these species, the corrosion process was investigated using the technique of EN in the open circuit potential, EOC. Analysis of current noise signals was done with the help of wavelet transform which gave rise to the power distribution diagrams. These diagrams show that there is a greater tendency to pitting corrosion in environments where the concentration of H2S the amount of water are higher, which means that for the greater amount of naphthenic acid corrosion in general the contribution was relatively higher. The results observed through the power distribution diagrams were confirmed by morphological analysis of the samples corroded. The methods used in this work allowed to estimate the speed and identify the predominant type of corrosion of steel in oil containing aggressive chemical species that are commonly found in Brazilian petroleum. / A agressão química do petróleo, o qual contém compostos corrosivos tais como H2S, CO2, ácidos naftênicos e sais dissolvidos em fase aquosa, combinada com efeitos de variação do pH, temperatura, fluxo e pressão, tem grande influência na taxa de corrosão em equipamentos de aço. Devido a pouca quantidade de trabalhos encontrados na literatura relacionados ao estudo da corrosão de aço em contato direto com petróleo bruto, e à importância do tema, o presente trabalho teve como objetivo principal caracterizar a corrosão de aço AISI 1020, o qual possui composição química similar ao aço da maioria dos oleodutos, em petróleo. Devido à alta resistividade elétrica do petróleo, neste trabalho foram utilizadas as técnicas de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica, EIE, e Ruído Eletroquímico, RE, para a realização das medidas de corrosão do aço. Inicialmente foram feitos ensaios de perda de massa em amostras de aço imersas em petróleo simulado com diferentes quantidades de ácido acético a fim de delimitar as concentrações e seus efeitos corrosivos. Considerando a fase aquosa contida no petróleo, foram estudados por EIE os tipos de corrosão do aço em petróleo 17 oAPI com diferentes quantidades de água do mar emulsionada. Os espectros obtidos por EIE apresentaram três semicírculos, sendo que em altas frequências (>10Hz) predomina o efeito capacitivo e resistivo do bulk do petróleo e em médias (10 0.05Hz) e baixas (< 0.05Hz) frequências os efeitos de adsorção, dupla camada elétrica e resistência à transferência de carga na interface do eletrodo são predominantes. Imagens ópticas foram obtidas após a corrosão acelerada dos sistemas aço/emulsões e durante medidas de curva de polarização in situ do aço/extrato aquoso, onde verificou-se a variação na morfologia do ataque com a variação na quantidade de água emulsionada no petróleo. Considerando a presença das três espécies corrosivas: água do mar (0,5 e 4,0 %), ácido naftênico (500 e 3.000 ppm) e H2S (50 e 1.000 ppm), e utilizando um planejamento fatorial de 23 dos experimentos a fim de obter o efeito cruzado dessas espécies, o processo de corrosão foi investigado utilizando a técnica de RE em potencial de circuito aberto, Eoc. A análise dos sinais de ruído de corrente foi feita com o auxílio da transformada de ondaletas as quais deram origem a diagramas de distribuição de energia. Estes diagramas mostraram que existe uma maior tendência à corrosão por pites nos meios onde a concentração de H2S a quantidade de água são maiores, sendo que para os meios com maior quantidade de ácido naftênico a contribuição de corrosão generalizada foi relativamente maior. Os resultados observados através dos diagramas de distribuição de energia foram confirmados pela análise morfológica das amostras corroídas. Os métodos utilizados neste trabalho possibilitaram estimar a velocidade e identificar o tipo de corrosão predominante do aço em meio de petróleo contendo as espécies químicas mais agressivas que são comumente encontradas em petróleos brasileiros.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1933.pdf: 2530807 bytes, checksum: a273b4240f1667021c251657e0a7623d (MD5) Previous issue date: 2007-07-27 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work, the removal of Pb(II) ions from simulated wastewaters, using a flow-through cell under galvanostatic condition was studied. With help of factorial design and response surface methodology, the variables current, electrolyte flow rate and the specific surface area of the three-dimensional cathode used (stainless-steel wool AISI 304) were simultaneously investigated in order to optimize the electrochemical system. Firstly, the specific surface area of the stainless-steel wool used as three-dimensional cathode was estimated. Then, factorial designs were employed on the study of the removal of Pb(II) ions for different values of cathodic current, electrolyte flow rate and mass of the stainless-steel wool (consequently, distinct specific surface areas). Finally, the response surface methodology for optimization of the removal process and the analysis of variance (ANOVA) for evaluation of the quality of the developed fitting models were employed. Higher values of removal efficiency (RE) were obtained for the highest values of cathodic current; RE values above 90% were obtained after 30 min electrolysis. Higher values of current efficiency (CE) (22%) were obtained for intermediate values of current (~ 0.24 A). For values of current in the range of 0.24 to 0.31 A, the CE values were lower, due to occurrence of simultaneous reactions such as reduction of oxygen, water and nitrate. Low CE values were also obtained for current values in the range of 014 A to 0.24 A as not all surface area of the steel wool was operating under mass transport control. The response surfaces developed for RE and CE values as a function of the current and flow rate revealed that the region close to 0.25 A and 250 L h-1 was the best for the removal of Pb(II) ions. In these conditions, the RE and CE values were 93 % and 22 %, respectively. Although the concentration of Pb(II) decreased from 54 mg L-1 to 0.39 mg L-1 after 90 min electrolysis, almost 99 % of removal of Pb(II) ions was achieved after only 40 min electrolysis. A mass-transfer coefficient (km) of 1.8 x 10-5 m s-1 was obtained for the electrochemical reactor. / Neste trabalho, foi estudado a remoção de íons Pb(II) de efluentes aquosos simulados, utilizando um reator eletroquímico flow-through operando em modo galvanostático. Com auxílio de planejamentos fatoriais e da metodologia de superfície de resposta (MSR), as variáveis corrente, fluxo de eletrólito e área superficial especifica do catodo tridimensional utilizado (esponja de aço inoxidável AISI 304) foram investigadas, simultaneamente, a fim de otimizar o sistema eletroquímico. Inicialmente, foi estimada a área superficial específica da esponja de aço inoxidável utilizada como catodo tridimensional. Em seguida, foram empregados planejamentos fatoriais no estudo da remoção de íons Pb(II) para diferentes valores de corrente catódica, fluxo de eletrólito e massa da esponja de aço (consequentemente, distintas áreas superficiais). Por último, foram empregadas a MSR para otimização do processo de remoção e a análise de variância (ANOVA) para avaliação da qualidade do ajuste dos modelos desenvolvidos. Maiores valores de eficiência de remoção (ER) foram obtidos para os maiores valores de corrente catódica; valores de ER acima de 90 % foram obtidos em 30 minutos de eletrólise. Maiores valores de eficiência de corrente (EC) (22 %) foram obtidos para valores intermediários de corrente (~ 0,24 A). Para valores de corrente na faixa de 0,24 A a 0,31 A, os valores de EC foram menores, devido à ocorrência de reações simultâneas tais como redução de oxigênio, água e nitrato. Baixos valores de EC também foram obtidos no intervalo de valores de corrente catódica de 014 A a 0,24 A, pois nem toda área superficial da esponja de aço estava operando sob controle de transporte de massa. As superfícies de resposta desenvolvidas para valores de ER e EC em função da corrente e fluxo de eletrólito revelaram que a região próxima de 0,25 A e 250 L h-1 foi a melhor para a remoção de íons Pb(II). Nestas condições, os valores de ER e EC foram 93 % e 22 %, respectivamente. Embora a concentração de íons Pb(II) diminuiu de 54 mg L-1 para 0,36 mg L-1 depois de 90 min de eletrólise, quase 99 % de remoção de íons Pb(II) foi alcançado após somente 40 min de eletrólise. Um coeficiente de transporte de massa (km) de 18,0 x 10-6 m s-1 foi obtido para o reator eletroquímico.

Para o desenvolvimento dos sensores aqui descritos foram utilizados materiais inovadores considerando relatos atuais da literatura, materiais estes: óxido de grafeno, óxido de grafeno reduzido, nanocompósitos de grafeno e nanopartículas (ródio, antimônio e sílica mesoporosa desordenada), materiais híbridos a base de grafeno e quantum dots de CdTe, além de biossensores incorporando a enzima lacase. Estes materiais foram sintetizados utilizando metodologias específicas e caracterizados por diversas técnicas analíticas como microscopia eletrônica de transmissão de alta resolução, microscopia de força atômica, espectroscopia Raman, difração de raios-X, espectroscopias de UV-Vis e fotoluminescência, e técnicas eletroquímicas. Posteriormente, os materiais foram utilizados para modificação em eletrodos de carbono vítreo e utilizados na determinação de interferentes endócrinos (os hormônios estriol e 17&beta;-estradiol) como sensores eletroquímicos em amostras ambientais e clínicas. Em essência, os eletrodos desenvolvidos apresentaram importantes vantagens, tais como alta sensibilidade, boa reprodutibilidade, simples instrumentação, fácil preparação e procedimentos analíticos rápidos, apresentando baixos limites de detecção, na ordem de picomolar e nanomolar, com baixa taxa de interferência de outras espécies na mesma matriz da amostra. Concluindo assim que as técnicas eletroquímicas podem ser facilmente aplicadas na determinação de interferentes endócrinos em amostras reais. / For the development of the sensors described here innovators materials were used considering current literature reports, these materials: Graphene oxide, reduced graphene oxide, nanocomposites graphene and nanoparticles (rhodium and antimony), hybrid materials of graphene and CdTe quantum dots, and biosensors incorporating the laccase enzyme. These materials were synthesized using specific methodologies and characterized by several analytical techniques such as transmission electron microscopy, high resolution transmission electron microscopy, atomic force microscopy, Raman spectroscopy, X-ray diffraction, UV-Vis and photoluminescence spectroscopy and electrochemical techniques. Subsequently, the materials were used for modification of glassy carbon electrodes to the determination of endocrine disruptors (estriol and 17&beta;-estradiol hormone) as electrochemical sensors for environmental and clinical samples. In essence, developed electrodes showed important advantages such as high sensitivity, good reproducibility, simple instrumentation, easy preparation and quick analytical procedures, with low detection limits in the range of picomolar and nanomolar, low interference rate of other species in same matrix sample. Finally, electrochemical techniques can be easily applied in the determination of endocrine disruptors in real samples.

Foi projetado e construído um reator eletroquímico de bancada com a finalidade de simular a purificação de efluente industrial contendo íon metálico. As condições levadas em conta no projeto e nos testes de avaliação do reator eram baseadas em dados operacionais reais da indústria. Assim, tratou-se soluções contendo 15.900 ppm de Cu2+ (0,25 M), uma concentração típica de efluentes de cobre, procurando-se chegar o mais perto possível do valor permitido pela CETESB, ou seja 1 ppm (15,7 &#181;M). Foram empregados como eletrodos quatro placas de grafite comercial de 600 X 150 X 10 mm, uma bomba centrífuga de vazão igual a 0,3 L.s-1 para circulação do eletrólito, e fontes de corrente com saída de 0 a 20 A totais. Como foi constatado que os grafites encontráveis no mercado nacional apresentam comportamento bem diverso, realizou-se um estudo do desempenho de materiais de procedência diferentes, em escala de laboratório. Os eletrodos de grafite foram dispostos, guardando entre si um espaçamento de 5 mm, sobre placas de vidro, ligados, eletricamente, no sistema bipolar. Todas as paredes do reator foram feitas de vidro para que se pudesse observar o seu interior durante e após a operação. De cada vez foram tratados 10 litros de solução contendo o íon metálico, e acidulado na base de 10% em H2S04 (v/v), sendo que o eletrólito era reciclado na célula durante um tempo da ordem de 20 horas. Numa comparação das concentrações calculadas, para diversos tempos, e os dados experimentais reais revela certa discrepância. Tal discrepância parece aceitável nesse tipo de operação. Assim, as concentrações de cobre observadas são, quase sempre, superiores às calculadas. Entretanto, os dois valores convergem à medida que decorre o tempo de eletrólise. Por exemplo, após 15 horas de eletrólise, com uma corrente de operação igual a 20 A, deveria reduzir a concentração de 15.900 ppm para 7,2 ppm, quando o valor observado experimentalmente foi de 9 ppm. Obteve-se, assim, uma conversão de 99%, que como revelaram os estudos, parece ser o valor máximo atingível com o reator construido. Embora essa conversão seja considerada excelente, não parece viável atingir os valores da CETESB apenas numa única operação de eletrólise, e no futuro operações complementares deverão ser procuradas. O cobre recuperado apresenta um custo alto comparativamente com o preço de mercado, permanecendo, como principal vantagem do processo, o benefício ecológico. / An electrochemical reactor, with the aim of recovering metallic ions from waste water, was designed, built and evaluated in laboratory scale. The working conditions concerning to the ion concentrations were based in real operational data. Thus, solutions containing 15,900 ppm Cu2+ ions (0.25 M) were electrolysed with the purpose of obtain a final concentration as near as possible to the limiting value which is allowed by CETESB (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental), i.e., 1 ppm (15.7 &#181;M). Four commercial graphite plates (600 X 150 X 10 mm), of different origins,were employed as electrodes. A centrifugal pump with capacity equal to 0.3 L.s-1 was used to circulate the electrolyte through the reactor. The electric current was supplied by sources with a maximum output of 20 A. The performance of the different graphite, which are available at the Brazilian market was studied further by means of potentiodynamic experiments, using electrodes with areas of few square millimeters. The reactor was built with glass to make possible visual observations of the inside. Two adjacent electrodes were separated by 5 mm. At each experiment 10 liters of solution containing the metallic ion and 10% H2S04 (v/v) were electrolysed for about 20 hours. The calculated values and the experimental ones, for different electrolysis times, show some deviation. This deviation, however, seems to be reasonable in that kind of experiments. Calculated and experimental values converge to the same limit with time. For example, after 15 hours electrolysis with an operating current of 20 A, the initial concentration, 15,900 ppm, is reduced to 9 ppm, when the calculated value is 7,2 ppm. Thus, a 99% conversion is attained. This is apparently, the limiting value which is attainable with the reactor. Although, this conversion value may be considered very good, it does not seems possible to obtain the limiting value, imposed by CETESS, with a one-step electrochemical operation. The cost of the recovered copper is high compared with the market price. Therefore, the main benefice of process is the ecological one.

As ligas de alumínio AA2024 e AA7050 tradicionalmente são utilizadas na fabricação de estruturas da fuselagem e da asa de aeronaves. Normalmente, a união dos componentes dessas estruturas é realizada por rebites, já que processos de soldagem com fusão produziriam defeitos indesejáveis. O processo de soldagem por fricção linear com mistura ou Friction Stir Welding (FSW) é uma alternativa à união de chapas de ligas de alumínio por rebites haja vista que não há fusão do material durante a união. No presente trabalho estudou-se o comportamento eletroquímico e a caracterização microestrutural de uma junta sobreposta, composta por um perfil extrudado da liga AA7050-T76511 e uma chapa da liga AA2024-T3, ambos previamente anodizados, soldada por fricção linear com mistura. O comportamento eletroquímico foi avaliado através da utilização da Técnica de Varredura com Eletrodo Vibratório (SVET), medidas do potencial de corrosão e curvas de voltametria cíclica em solução de 0,1 M de NaCl. Correntes anódicas mais intensas foram medidas na região da solda e ainda verificou-se que esta possui menores potenciais de pite e corrosão do que ambas as ligas. Também foi constatada a presença de corrosão intercristalina em ambas as ligas e na região da solda, porém com maior severidade na liga AA2024-T3. / AA2024 and AA7050 aluminum alloys are traditionally used in the manufacture of fuselage structures and aircrafts wings. Usually, the component union of these structures is made using rivets since weld process with melting will produce unwanted defects. The Friction Stir Welding (FSW) process is an alternative way to replace the traditional rivet union of aluminum alloys in the aeronautical and aerospace industries since the material does not melt during the joint. In the present work it has been studied the electrochemical behavior and microstructural characterization of a lap joint composed of an extruded profile of AA7050-T76511 alloy and a sheet of AA2024-T3 alloy, both of them previously anodized and jointed by friction stir welding. The electrochemical behavior was evaluated by means of Scanning Vibrating Electrode Technique (SVET), measurements of the corrosion potential and cyclic voltammetry in 0,1 M NaCl. Higher anodic currents were found in the weld region, moreover this region has the lowest pit and corrosion potential. Intercrystalline corrosion was found in both alloys and in the weld region, with the highest intensity in the AA2024-T3 alloy.

Submitted by Haroudo Xavier Filho (haroudo.xavierfo@ufpe.br) on 2016-04-01T16:41:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Priscila.pdf: 3187592 bytes, checksum: a982eac78d937dd89e264fd88f2d7be9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-01T16:41:18Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Priscila.pdf: 3187592 bytes, checksum: a982eac78d937dd89e264fd88f2d7be9 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / FACEPE / O câncer de próstata (CaP) é um dos tipos de tumor maligno mais incidente na população mundial, sendo também uma das principais causas de mortalidade por câncer. Geralmente ocorre em homens idosos e não é percebido em seus estágios iniciais. Para detectar o câncer de próstata, é de grande importância a avaliação pela dosagem sérica do antígeno específico da próstata (PSA), considerado o marcador tumoral da próstata. Porém, alterações nos níveis séricos do PSA são observadas também em doenças benignas da próstata, reduzindo a sensibilidade e especificidade do teste para se obter o diagnóstico. Uma peculiaridade do câncer que pode ser relevante no diagnóstico é a alteração no padrão de glicosilação de glicoproteínas secretadas e de superfície celular. A identificação de mudanças na expressão de glicanos permite a detecção precoce de vários tipos de câncer, inclusive o câncer de próstata. As lectinas são ferramentas empregadas para detectar tais alterações, graças à propriedade de reconhecer carboidratos com especificidade. Uma grande novidade no campo de estudos com lectinas é o desenvolvimento de pequenos dispositivos conhecidos como biossensores eletroquímicos baseados em lectinas para análise do perfil de glicoproteínas em processos fisiopatológicos. Esses dipositivos são elaborados utilizando eletrodos geralmente modificados com polímeros e nanomateriais, onde a lectina pode ser imobilizada e sua interação com o carboidrato quantificada com elevada sensibilidade e em tempo real. Neste trabalho foi realizado um estudo bioeletroquímico da lectina de Cratylia mollis (CramoLL) para caracterizar o padrão de glicosilação em soros de indivíduos saudáveis, com hiperplasia benigna da próstata (HBP) e CaP, utilizando biossensor eletroquímico baseado em CramoLL, imobilizada sobre eletrodo de carbono vítreo modificado com o polímero catiônico poli-Llisina (PLL) e nanotubos de carbono (NTC). Análises eletroquímicas e ópticas mostraram a formação de um filme de PLL e NTC na superfície eletródica, onde os NTC proporcionaram um aumento na área sensora de 71,2%, e nos valores de corrente anódica e catódica, e aumentaram a estabilidade da superfície, graça às propriedades físico-químicas dessas nanoestruturas. Foram investigadas as concentrações ótimas de PLL e NTC. CramoLL foi imobilizada com sucesso, numa concentração ótima de 200 μg mL-1. A interação entre CramoLL e metil-α-D-manopiranose (MeαMan)/ fetuína foi confirmada utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada, mostrando que a lectina manteve sua atividade biológica após imobilização. Foram obtidas curvas de calibração para diferentes concentrações dos glicanos, com faixa linear de 0,96 e 38,4 μg mL-1 de MeαMan (r= 0,982, p < 0,001) e limite de detecção (LD) de 0,04 μg mL-1e de 0,5 a 25 μg mL-1 de fetuína (r= 0,994, p< 0,001) e LD = 0,05 μg mL-1. O biossensor baseado em CramoLL foi exposto à amostras de soro de indivíduos sadios (controle), com HBP e CaP com escores de Gleason 6, 7 e 9 para analisar a interação entre CramoLL e glicoproteínas dos soros de cada grupo. Os sinais de correntes obtidos por voltametria de onda quadrada mostraram diferenças significativas entre o grupo controle e os grupos HBP, CaP escore 6 e 7; entre HBP e CaP escore 6; entre CaP escore 6 e os grupos CaP escore 7 e 9 e entre CaP escore 7 e CaP 9. O potencial de reconhecimento da lectina permitiu identificar alterações de glicosilação associadas ao câncer de próstata e distinguir das amostras não cancerosas e entre os diferentes escores de CaP. Esses resultados sugerem a possibilidade de aplicação em estudos futuros envolvendo caracterização de glicosilação em câncer. / Prostate cancer (PCa) is a most frequently type of malignancy in global population and is also a major cause of cancer mortality. It usually occurs in older men and is not perceived in early stages. To detect the prostate cancer, this is of great importance the evaluation of serum prostate specific antigen (PSA), considered the prostate tumor marker. But, changes in serum PSA levels are also observed in benign prostate diseases, reducing the sensitivity and specificity of the test to obtain the diagnosis. A peculiarity of cancer that may be relevant in the diagnosis is the change in the pattern of glycosylation in glycoproteins secreted and cell surface. The identification of changes in the expression of glycans permits detection early of various types of cancer, including prostate cancer. Lectins are tools used to analyze such changes in diseases, through to the property to recognize carbohydrates with specificity. A great innovation in the field of studies with lectins is the development of smalls devices known as electrochemical biosensors based on lectins for analysis of the glycoproteins profile in physiopathological processes. These devices are typically produced using modified electrodes containing polymers, nanomaterials, where in the lectin may be immobilized and the interaction with carbohydrate quantified with high sensitivity in real time. This work presents a bioelectrochemical study of lectin of Cratylia mollis (CramoLL) to characterize the glycosylation pattern in sera from healthy individuals, with benign prostatic hyperplasia (BPH) and PCa, using electrochemical biosensor based on CramoLL immobilized on glassy carbon electrode modified with the polymer cationic poly-L-lysine (PLL) and carbon nanotubes (CNT). Electrochemical and optical analysis showed the formation of a PLL and CNT film on the electrode surface, where the CNT provided an increase in sensor area of 71.2%, and the anodic and cathodic current values, and increased stability of the surface due to the physical and chemical properties of these nanostructures. The optimal concentrations of PLL and NTC were investigated. CramoLL was successfully immobilized at a great concentration of 200 μg mL-1. The interaction between CramoLL and methyl-α-Dmannopyranose (MeαMan)/ fetuin was confirmed using voltammetry square wave technique, showing that the lectin retained its biological activity after immobilization. Calibration curves were plotted for different concentrations of the glycans with a linear range of 0.96 and 38.4 μg mL-1 for MeαMan (r = 0.982, p <0.001) and limit of detection (LOD) of 0.04 μg mL-1, and from 0.5 to 25 μg mL-1 for fetuin (r = 0.994, p <0.001) and LOD = 0.05 μg mL-1. The CramoLL-based biosensor was exposed to serum samples from healthy individuals (control), and patients with BPH and PCa with Gleason scores of 6, 7 and 9 to analyze the interaction between CramoLL and glycoproteins of sera from each group. The signals of current by square wave voltammetry show significants differents between the control group and the groups of BPH, PCa score 6 and 7; between BPH and PCa score 6; between PCa score 6 and groups PCa score 7 and 9 and between PCa score 7 ad PCa score 9. The potential of specific recognition of the lectin allowed to identify changes in glycosylation associated at prostate cancer and to distinguish of non-cancerous samples and between the differents scores of PCa. The results suggest the possibility of using in future studies involved characterization of glycosylation in cancer.