O objetivo deste trabalho foi desenvolver matrizes epoxídicas e estudar os parâmetros de processo de cura para fabricação de compósitos poliméricos curados por feixe de elétrons. A fabricação de compósitos poliméricos estruturais pelo processo térmico necessita de um ciclo de cura de algumas horas e elevada temperatura, implicando num alto custo de produção. A tecnologia de cura por feixe de elétrons permite curar matrizes epoxídicas em poucos minutos à temperatura ambiente e proporcionar temperaturas de transição vítrea superiores às obtidas pelos sistemas curados pelo processo térmico. Neste trabalho foi utilizada uma resina epoxídica do tipo éter diglicidílico de bisfenol A (DGEBA) e o hexafluoroantimonato de diariliodônio como iniciador catiônico. O tempo do ciclo de cura do compósito polimérico obtido por feixe de elétrons foi de 40 minutos até completar uma dose total aproximada de 200kGy. O grau de cura e a temperatura de transição vítrea foram avaliados por técnicas de análise térmica. A temperatura de transição vítrea determinada por meio da técnica de termodinâmico-mecânica (DMTA) foi de 167ºC (tan ) e o grau cura de 96% obtido pela técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC). A mesma resina epoxídica curada pelo processo térmico por um período de 16 horas, com um endurecedor à base de anidrido, atingiu uma temperatura de transição vítrea de 125ºC (tan ). / The aim of this work was to develop epoxies matrices and study of process parameters on electron beam curing of polymeric composites. The production of advanced polymeric composites cured by thermal process needs a cure cycle of quite a few hours as well as high temperatures which result in high production costs. The electron beam curing technology makes possible to cure epoxy matrices in a few minutes at room temperature and it results in glass transition temperatures which are far better than those obtained with systems cured by thermal process. In this work an epoxy resin of the diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) type was used, as well as, a diaryliodonium hexafluoroantimonate as the cationic initiator. The cure cycle time for the electron beam curing polymeric composite was 40 minutes to complete an approximated total dose of 200kGy. The degree of cure and the glass transition temperature were determined by thermal analysis techniques. The glass transition temperature was determined by a dynamic mechanical analyzer (DMTA) and was 167ºC (tan ) and the degree of cure was 96%, which was determined by differential scanning calorimetry technique (DSC). The same epoxy resin with an anhydride curing agent, took 16 hours when cured by thermal process and its glass transition temperature was 125ºC (tan ).

A escassez mundial de alimento e fontes de energia tem levado ao interesse de utilização de fontes de biomassa, desse modo o bagaço de canade- açúcar tem sido considerado para ração animal e produção de energia renovável. O bagaço da cana-de-açúcar geralmente contém cerca de 40% de celulose, cerca de 40% de hemicelulose e cerca de 20% de lignina. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da irradiação com feixe de elétrons como um pré-tratamento do bagaço-de-cana para o processo enzimático de hidrólise de celulose. As amostras de bagaço de cana-de-açúcar foram obtidas na Fazenda Iracema em Piracicaba, Brasil, com a colaboração do Centro de Tecnologia Canavieira e foram irradiadas usando Acelerador Industrial de Feixe de Elétrons de 1,5 MeV de energia e 25 mA da Radiation Dynamics Inc., USA., em sistema de batelada. O bagaço de cana da primeira amostragem, denominado Bagaço A, foi irradiado com doses absorvidas de 20 kGy, 50 kGy, 100 kGy, 150 kGy e 200 kGy e o da segunda amostragem, Bagaço B, foi irradiado com doses absorvidas de 5 kGy, 10 kGy, 20 kGy, 30 kGy, 50 kGy, 70 kGy, 100 kGy e 150 kGy. O processamento com feixe de elétrons levou a alterações na estrutura e na composição do bagaço de cana, foi responsável pela clivagem parcial da lignina, pela redução na celulose de alto peso molecular e também pelo aumento da celulose degradada. A radiação levou a um aumentou em cerca de 40% no rendimento da hidrólise enzimática da celulose para uma dose absorvida de 30 kGy. / Due to increasing worldwide shortage of food and energy sources, sugarcane bagasse has been considered as a substrate for single cell protein, animal feed, and renewable energy production. Sugarcane bagasse generally contain up to 45% glucose polymer cellulose, much of which is in a crystalline structure, 40% hemicelluloses, an amorphous polymer usually composed of xilose, arabinose, galactose, glucose, and mannose and 20% lignin, which cannot be easily separated into readily utilizable components due to their recalcitrant nature. Pure cellulose is readily depolymerised by radiation, but in biomass the cellulose is intimately bonded with lignin, that protect it from radiation effects. The objective of this study was the evaluation of the electron beam irradiation efficiency as a pre-treatment to enzymatic hydrolysis of cellulose in order to facilitate its fermentation and improves the production of ethanol biofuel. Samples of sugarcane bagasse were obtained in sugar/ethanol Mill sited in Piracicaba, Brazil, and were irradiated using Radiation Dynamics Electron Beam Accelerator with 1,5MeV energy and 37kW, in batch systems. The applied absorbed doses of the fist sampling, Bagasse A, were 20 kGy, 50 kGy, 10 0 kGy and 200 kGy. After the evaluation the preliminary obtained results, it was applied lower absorbed doses in the second assay: 5 kGy, 10 kGy, 20 kGy, 30 kGy, 50 kGy, 70 kGy, 100 kGy and 150 kGy. The electron beam processing took to changes in the sugarcane bagasse structure and composition, lignin and cellulose cleavage. The yield of enzymatic hydrolyzes of cellulose in

Os plásticos biodegradáveis e os plásticos \"verdes\" são uma nova tendência mundial. Neste trabalho foi estudado o efeito da radiação por feixe de elétrons mediante a resistência à tração e alongamento na ruptura, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia Vibracional de Absorção no Infravermelho por Transformada de Fourrier (FT-IR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), grau de reticulação e biodegradabilidade de filmes produzidos com copoliéster alifático aromático e sua blenda com amido de milho (Ecoflex® e Ecobras®). Foram realizadas medidas em ambas as direções de orientação molecular (direção da máquina e direção transversal) para os testes mecânicos. Observou-se que a radiação causou um aumento na resistência à tração na ruptura dos filmes da blenda com amido de milho quando doses de 10kGy e 40kGy foram aplicadas. Uma diminuição significativa do alongamento na ruptura dos filmes produzidos com a blenda de amido de milho foi observada em doses de 10kGy e 40kGy. Não foram encontradas mudanças importantes nas propriedades de tensão dos filmes de copoliéster alifático aromático. Não foram observadas alterações estruturais visíveis das amostras (reticulação ou degradação) por meio de microscopia eletrônica de varredura. O FT-IR identificou os picos característicos de cada grupo funcional envolvido, em particular, copoliéster e amido de milho, contudo, não foram encontradas bandas de oxidação das amostras. No ensaio de DSC, não foram identificadas mudanças na temperatura de fusão das amostras irradiadas de Ecoflex® e Ecobras® quando comparadas às amostras de referência, entretanto, foi verificada uma diminuição na entalpia de fusão das amostras de Ecobras® após irradiação. O material Ecobras® apresentou reticulação quando submetido às doses de 10kGy e 40kGy. O material Ecoflex® não apresentou reticulação quando submetido a estas doses. A biodegradabilidade dos materiais foi avaliada partindo de dois métodos de 6 ensaio: solo simulado e enzimático. Em ambos os métodos, as amostras irradiadas apresentaram biodegradação mais rápida do que as de referência não irradiadas. / Biodegradable and green plastics are the new tendency in the world. The effect of the electron beam irradiation in aromatic aliphatic copolyester and the blend with corn starch films (Ecoflex® and Ecobras®) were studied by tensile strength at break, elongation at break, Scanning Electronic Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), crosslinking degree and biodegradability. The measurements in both, the machine direction and the transverse direction were made for mechanical tests. It was found that, the electron irradiation caused an increase in the strength at break of the blend with corn starch film, when doses of up to 10kGy were applied. A significant decrease of the elongation at break of the blend with corn starch was observed at doses of 10kGy and 40kGy. It was not found important change in tensile properties for aromatic aliphatic copolyester. Structural changes of the samples (crosslinking or degradation) by SEM were not observed. The FT-IR identified the characteristic peaks of each involved functional group (copolyester and corn starch). However, it was not found bands of oxidation of the samples. In the DSC, changes in the melting temperature of the irradiated Ecoflex® and Ecobras® samples, was not identified when compared with the samples of reference. However, it was verified a reduction in the melting enthalpy of the Ecobras® samples after irradiation. The Ecobras® material presented crosslinking, when submitted to doses of 10kGy and 40kGy. The Ecoflex® material did not present crosslinking when submitted to these doses. The biodegradability of the materials was evaluated by two methods of test: soil simulated and enzymatic. In both methods, the irradiated samples presented faster biodegradation than the references not irradiated.

Orientador: Marcos Roberto da Rocha Gesualdi. / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós Graduação em Física, 2010.

Os plásticos biodegradáveis e os plásticos \"verdes\" são uma nova tendência mundial. Neste trabalho foi estudado o efeito da radiação por feixe de elétrons mediante a resistência à tração e alongamento na ruptura, Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia Vibracional de Absorção no Infravermelho por Transformada de Fourrier (FT-IR), Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), grau de reticulação e biodegradabilidade de filmes produzidos com copoliéster alifático aromático e sua blenda com amido de milho (Ecoflex® e Ecobras®). Foram realizadas medidas em ambas as direções de orientação molecular (direção da máquina e direção transversal) para os testes mecânicos. Observou-se que a radiação causou um aumento na resistência à tração na ruptura dos filmes da blenda com amido de milho quando doses de 10kGy e 40kGy foram aplicadas. Uma diminuição significativa do alongamento na ruptura dos filmes produzidos com a blenda de amido de milho foi observada em doses de 10kGy e 40kGy. Não foram encontradas mudanças importantes nas propriedades de tensão dos filmes de copoliéster alifático aromático. Não foram observadas alterações estruturais visíveis das amostras (reticulação ou degradação) por meio de microscopia eletrônica de varredura. O FT-IR identificou os picos característicos de cada grupo funcional envolvido, em particular, copoliéster e amido de milho, contudo, não foram encontradas bandas de oxidação das amostras. No ensaio de DSC, não foram identificadas mudanças na temperatura de fusão das amostras irradiadas de Ecoflex® e Ecobras® quando comparadas às amostras de referência, entretanto, foi verificada uma diminuição na entalpia de fusão das amostras de Ecobras® após irradiação. O material Ecobras® apresentou reticulação quando submetido às doses de 10kGy e 40kGy. O material Ecoflex® não apresentou reticulação quando submetido a estas doses. A biodegradabilidade dos materiais foi avaliada partindo de dois métodos de 6 ensaio: solo simulado e enzimático. Em ambos os métodos, as amostras irradiadas apresentaram biodegradação mais rápida do que as de referência não irradiadas. / Biodegradable and green plastics are the new tendency in the world. The effect of the electron beam irradiation in aromatic aliphatic copolyester and the blend with corn starch films (Ecoflex® and Ecobras®) were studied by tensile strength at break, elongation at break, Scanning Electronic Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Differential Scanning Calorimetry (DSC), crosslinking degree and biodegradability. The measurements in both, the machine direction and the transverse direction were made for mechanical tests. It was found that, the electron irradiation caused an increase in the strength at break of the blend with corn starch film, when doses of up to 10kGy were applied. A significant decrease of the elongation at break of the blend with corn starch was observed at doses of 10kGy and 40kGy. It was not found important change in tensile properties for aromatic aliphatic copolyester. Structural changes of the samples (crosslinking or degradation) by SEM were not observed. The FT-IR identified the characteristic peaks of each involved functional group (copolyester and corn starch). However, it was not found bands of oxidation of the samples. In the DSC, changes in the melting temperature of the irradiated Ecoflex® and Ecobras® samples, was not identified when compared with the samples of reference. However, it was verified a reduction in the melting enthalpy of the Ecobras® samples after irradiation. The Ecobras® material presented crosslinking, when submitted to doses of 10kGy and 40kGy. The Ecoflex® material did not present crosslinking when submitted to these doses. The biodegradability of the materials was evaluated by two methods of test: soil simulated and enzymatic. In both methods, the irradiated samples presented faster biodegradation than the references not irradiated.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver matrizes epoxídicas e estudar os parâmetros de processo de cura para fabricação de compósitos poliméricos curados por feixe de elétrons. A fabricação de compósitos poliméricos estruturais pelo processo térmico necessita de um ciclo de cura de algumas horas e elevada temperatura, implicando num alto custo de produção. A tecnologia de cura por feixe de elétrons permite curar matrizes epoxídicas em poucos minutos à temperatura ambiente e proporcionar temperaturas de transição vítrea superiores às obtidas pelos sistemas curados pelo processo térmico. Neste trabalho foi utilizada uma resina epoxídica do tipo éter diglicidílico de bisfenol A (DGEBA) e o hexafluoroantimonato de diariliodônio como iniciador catiônico. O tempo do ciclo de cura do compósito polimérico obtido por feixe de elétrons foi de 40 minutos até completar uma dose total aproximada de 200kGy. O grau de cura e a temperatura de transição vítrea foram avaliados por técnicas de análise térmica. A temperatura de transição vítrea determinada por meio da técnica de termodinâmico-mecânica (DMTA) foi de 167ºC (tan ) e o grau cura de 96% obtido pela técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC). A mesma resina epoxídica curada pelo processo térmico por um período de 16 horas, com um endurecedor à base de anidrido, atingiu uma temperatura de transição vítrea de 125ºC (tan ). / The aim of this work was to develop epoxies matrices and study of process parameters on electron beam curing of polymeric composites. The production of advanced polymeric composites cured by thermal process needs a cure cycle of quite a few hours as well as high temperatures which result in high production costs. The electron beam curing technology makes possible to cure epoxy matrices in a few minutes at room temperature and it results in glass transition temperatures which are far better than those obtained with systems cured by thermal process. In this work an epoxy resin of the diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) type was used, as well as, a diaryliodonium hexafluoroantimonate as the cationic initiator. The cure cycle time for the electron beam curing polymeric composite was 40 minutes to complete an approximated total dose of 200kGy. The degree of cure and the glass transition temperature were determined by thermal analysis techniques. The glass transition temperature was determined by a dynamic mechanical analyzer (DMTA) and was 167ºC (tan ) and the degree of cure was 96%, which was determined by differential scanning calorimetry technique (DSC). The same epoxy resin with an anhydride curing agent, took 16 hours when cured by thermal process and its glass transition temperature was 125ºC (tan ).

Neste trabalho realizamos medidas espectroscópicas de alta resolução nas bandas vibracionais da transição A1∑+u→X1∑+g do dímero de Sódio, produzido a partir da expansão supersônica do vapor deste metal no vácuo. Para determinação das constantes moleculares utilizamos técnicas alternativas de espectroscopia óptica de alta-resolução, tais como: Fluorescência Ressonante, Raman Estimulado e Depopulação Óptica. As duas últimas técnicas utilizam dois campos de laser, por isso são também chamadas de técnicas de campo duplo e proporcionam a simplificação do espectro de Fluorescência Ressonante, ajudando no seu entendimento e no cálculo das constantes moleculares dos estados estudados. Desenvolvemos também um método de obtenção de padrões de interferência, baseado no método proposto por Ramsey, a partir da modulação espacial da população do estado fundamental de um sistema aberto de dois níveis quaisquer. Foi possível obter franjas de interferência na região visível, sem que haja necessariamente coerência entre estados atômicos, efeito este observado pela primeira vez na literatura. / This work reports measurements in the vibrational bands of the A1∑+u→X1∑+g transition for Sodium dimer, produced in a supersonic expansion of the metal vapor into the vacuum. For the determination of the molecular constants we used righ-resolution laser spectroscopy techniques: Resonance Fluorescence, Stimulated Raman and Optical Depletion. The two last techniques need two lasers fields and provide the simplification of the Resonance Fluorescence spectrum, suitable for the tine assignment. We have also developed a new method to obtain Ramsey-like fringes in the optical region, due to a spatial modulation of the ground state population of any open two-level system. Tbe fringes were obtained without any atomic coherence of the levels, which is an effect observed in the literature for the first time.

Neste trabalho, estudamos o crescimento de camadas semicondutoras de compostos III-V pela técnica de epitaxia por feixe molecular (MBE). Um grande esforço foi inicialmente realizado para entender o funcionamento do sistema inteiro e otimizar o uso de cada instrumento disponível para a caracterização in situ. Demos uma ênfase particular ao estudo da dopagem homogênea de camadas do tipo p usando duas novas técnicas e, pela primeira vez, obtivemos com sucesso camadas do tipo p crescidas pela co-evaporação de átomos de Si sobre susbtratos de GaAs (001). Finalmente, camadas de alta mobilidade eletrônica foram conseguidas, assim como espelhos de Bragg (DBRs) de alta refletividade. Estes dois tipos de estrutura possuem numerosas aplicações na indústria de microeletrônica e optoeletrônica / In this work, we studied the growth o f III-V semiconductor compounds by molecular beam cpitaxy (MBE). Much efTort was initially spem to understand the functioning of the whole system and optimize the use o f some specific instruments available for m si tu characterization. We gave some emphasis to the homogeneous doping o f p-type layers using two new techniques and, for the fírst time, a thick p-type GaAs layer was successfully grown using co-evaporation o f Si atoms on top o f (00 I) GaAs substrates. Finally, layers with high electron mobility were obtained, as well as distributed Bragg reflectors (DBRs) showing high retlectivity. These two types of structures have many applications in microelectronics and optoelectronics industry.

O trabalho trata da desaceleração de feixes de átomos neutros de Sódio, pela técnica de sintonia Zeeman. O processo de desaceleração é estudado em detalhes e demonstrado com a utilização de um único laser. É feito o estudo do seguimento adiabático do átomo em relação ao campo magnético e demonstrada sua importância no processo de produção de fluxos intensos de átomos lentos. A posição em que os átomos param foi modificada, através da mudança do perfil do campo magnético onde os átomos se movimentam, levando-os para uma região de fácil acesso. A forma peculiar da distribuição espacial dos átomos ao atingirem o repouso é explicada e, finalmente, é estudada a focalização dos átomos, através de um campo magnético hexapolar, e o aprisionamento de átomos em uma armadilha magnética / This work describes the deceleration a sodium atoms beam by means of the Zeeman tuning technique. The deceleration process is studied in details and its demonstration is made using a single laser. We have studied and present the adiabatic following of the atoms along the magnetic field and its relevance to produce slow, high density, flux of neutral atoms. The atoms\' stopping position was varied, by changing the magnetic field profile, in a way to produce slows atoms outside the solenoid. The peculiar shape of the atomic spatial distribution of atoms at rest is explained, the focusing of atoms though a hexapole magnetic field is studied and the trapping of atoms in a magnetic trap is demonstrated

A inoculação de sementes de leguminosas de grãos tais como soja [Glycine max. (L.)], feijão (Phaseolus vulgaris L.) e pastagens tem sido uma estratégia efetiva e conveniente para introduzir estirpes eficientes de Bradyrhizobium/Rhizobium em solos agrícolas sem histórico de cultivo anterior dessa cultura ou quando as estirpes ivas são ineficientes no processo biológico de aquisição de nitrogênio. Através do uso de substrato turfoso previamente esterilizado como veículo da bactéria, os efeitos ambientais adversos podem ser amenizados, pois este substrato atua diretamente, na sobrevivência da bactéria através do fornecimento de nutrientes. O Brasil requer que os substratos turfosos sejam pré-esterilizados através de radiação gama de cobalto-60 (60Co), sendo recomendada a dose de 50 kGy para uma efetiva eliminação de patógenos e saprófitas, que podem competir com a bactéria introduzida. Recentemente, a utilização de aceleradores de elétrons foi considerada uma nova alternativa de radiação para pré-esterilização da turfa, pois, por se constituir de processo oxidativo avançado, gera radicais altamente reativos, eficientes na eliminação de agentes contaminantes. Esta técnica é considerada ecologicamente mais segura que a radiação gama, além de ser um processo mais rápido. Há, porém, a característica de ter menor profundidade de penetração da radiação em relação ao 60Co. O presente estudo comparou o método usando doses crescentes de radiação gama por 60Co e por feixe de elétrons (0, 10, 20, 30, 40 e 50 kGy). Os dados experimentais (7, 14, 21 e 28 dias para a fase curta e 150, 180 e 210 dias para a fase longa de incubação) mostraram um elevado número de células da bactéria Rhizobium tropici CM-01 gusA+ inoculada em substratos turfosos submetidos aos dois processos de esterilização, sendo que ambos processos atenderam aos padrões mínimos requeridos pelas normas brasileiras (validade de 180 dias e presença acima de 1 x 108 células/g de substrato). Sob doses mais elevadas, acima de 40 kGy, o método por feixe de elétrons foi mais eficiente em eliminar actinobactérias, consideradas sérias antagonistas de bactérias inoculantes em turfas e que surgiram após 150 dias. Em um segundo estudo, usando o isolado CM-01 celB+ por um período de 30 dias, os resultados confirmaram a eficiência do método por feixe de elétrons na fase de crescimento bacteriano, mesmo para dose baixa de 10 kGy. / Inoculation of root nodule bacteria into legume seeds such as soybean [Glycine max. (L.)], common bean (Phaseolus vulgaris L.) and forrage pasture has been effective and convenient as this simple procedure may introduce effective strains of Bradyrhizobium/Rhizobium into agricultural soils without a past history of successful cropping systems with the legume hosts. Peat-based substrates previously sterilized have been used for decades as bacteria carrier, protecting them from the prevailing harsh conditions in tropical soils and ensuring their survival with nutrient and protection against the soil antagonists. The Brazilian Government requires that all peat-based substrates must be gamma-sterilized from a cobalt-60 (60Co) source, prior the introduction of the root nodule bacteria into the package. The recommendation is for a dose up to 50 kGy for an effective suppression of pathogens and saprophytes, in order to avoid competition among the substrate microbiota. Recently, the use of the electron beam (EB) accelerator has shown to be a new alternative for peat pre-sterilization, as this technique may promote reactive free-radicals which are efficient to suppress microbial contaminants. This fast technology is considered more environment and ecology friendly-sound than gamma radiation (γ). The disvantage of not reaching higher depth than gamma rays from 60Co must be considered, and attempts of optimizing the technique are crucial. This study compared both methods by using increasing rates of radiation by 60Co by the EB method - 0, 10, 20, 30, 40 e 50 kGy in a commercial peat used for inoculants. Experimental data from days 7, 14, 21 and 28 days (growth period) and 150, 180 and 210 days (storage period) indicated high numbers of the strain Rhizobium tropici CM-01, labelled with gusA+ (Study 1) and celB+ (Study 2) from both eat-sterilizing techniques, reaching values above the minimum of 1x108 cells g-1 peat. At high rates, above 40 kGy, and after long incubation periods (ex. after 150 days), EB method was more efficient to suppress actinobacteria, one serious antagonist for rhizobia. Strain CM-01 celB+, data for the period of bacterial growth confirmed the efficiency of the method even at rates as low as 10 kGy.