Azulejos são largamente utilizados na construção civil nos tempos atuais, mas seu uso remonta a séculos passados, sobretudo com a utilização deles como revestimento parietal de fachadas antigas. Algumas fachadas que receberam azulejos antigos, em especial do século XIX, encontram-se tanto no Brasil como na Europa em um nível avançado de degradação. Os processos de restauro são pouco duráveis e pouco efetivos. A funcionalização da superfície vidrada dos azulejos surge como uma alternativa para minimizar e conter os processos degradativos oriundos da umidade. Neste contexto, esse trabalho consistiu na funcionalização de superfícies de azulejos históricos com organossilano para a obtenção de superfícies hidrofóbicas com a finalidade de preservação e conservação do vidrado. A microestrutura das amostras foi caracterizada por difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura com medida de espalhamento de elétrons por dispersão em energia, e o efeito da funcionalização foi avaliado através da medição de ângulo de contato, perfilometria e resistência à incidência de radiação ultravioleta. Foram investigadas amostras de mesma época (século XIX) e mesmo padrão, provenientes de Porto (Portugal), Belém do Pará (PA) e Rio Grande (RS). Estas regiões apresentam condições atmosféricas e climáticas distintas. O estágio de degradação das amostras provenientes de Belém do Pará apresentou-se mais avançado em função da proliferação de microorganismos entre o vidrado e o biscoito. As amostras de Porto e Rio Grande apresentaram um grau menor e semelhante de degradação. Uma amostra de azulejo atual também foi investigada, para efeitos de comparação. Os resultados deste trabalho mostraram que foi possível tornar a superfície super hidrofílica de azulejos históricos em superfícies hidrofóbicas com a aplicação do organossilano, contribuindo de forma significativa para a preservação do patrimônio azulejar edificado através da contenção do processo de degradação física causado pela umidade. O tratamento com organo-silano foi aplicado em todas elas, e o ângulo de contato foi investigado periodicamente durante 1 ano, com amostras expostas à temperatura de 60°C, umidade e água salina. Observou-se que a água salina deteriorou o recobrimento de organosilano após 1 ano de submersão. O tratamento térmico e a imersão em água não provocaram diminuição apreciável no ângulo de contato após 1 ano. O recobrimento, entretanto, sofre deterioração sob incidência de radiação ultravioleta. / Tiles are widely used in construction nowadays, but its use dates back some centuries, particularly with the use of them as parietal coating in old facades. Some facades receiving old tiles, especially from the nineteenth century, are both in Brazil and in Europe at an advanced level of degradation. Restoration processes are rather durable and ineffective. The functionalization of the glass surface of the tiles is an alternative to minimize and contain the degradative processes arising from moisture. In this context, this work consisted of the functionalization of surfaces of historical tiles with organosilane to obtain hydrophobic surfaces aiming to improve the preservation and conservation of the glaze. The microstructure of the samples was characterized by X-rays diffraction and scanning electron microscopy with energy dispersive scattering, and the effect of functionalization was evaluated by contact angle measurement, profilometry and resistance to incidence of radiation ultraviolet. The samples investigated were of approximately the same age and the same type coming from three regions: Porto (Portugal), Belem do Pará (PA) and Rio Grande (RS). These regions have different weather and climatic conditions. The degradation stage of samples from Belém do Pará was more advanced due to the proliferation of microorganisms between glaze and biscuit. Samples from Porto and Rio Grande presented a smaller, similar degree of degradation. A recent tile was also investigated for comparison. The results from this work showed that it was possible to change the super hydrophilic surface of historical tiles into hydrophobic surfaces with the application of organosilane, contributing significantly to the preservation of tile heritage through the hindering of the physical degradation process caused by moisture. Treatment with organosilane was applied to all of them, and the contact angle was investigated periodically for 1 year, with samples exposed to 60°C, humidity and salt water. It was observed that the hydrophobic coating deteriorated after 1 year of submersion in salt water. The heat treatment and immersion in water did not cause appreciable decrease in contact angle after 1 year. The coating, however, suffer deterioration under the effect of ultraviolet radiation.

Azulejos são largamente utilizados na construção civil nos tempos atuais, mas seu uso remonta a séculos passados, sobretudo com a utilização deles como revestimento parietal de fachadas antigas. Algumas fachadas que receberam azulejos antigos, em especial do século XIX, encontram-se tanto no Brasil como na Europa em um nível avançado de degradação. Os processos de restauro são pouco duráveis e pouco efetivos. A funcionalização da superfície vidrada dos azulejos surge como uma alternativa para minimizar e conter os processos degradativos oriundos da umidade. Neste contexto, esse trabalho consistiu na funcionalização de superfícies de azulejos históricos com organossilano para a obtenção de superfícies hidrofóbicas com a finalidade de preservação e conservação do vidrado. A microestrutura das amostras foi caracterizada por difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura com medida de espalhamento de elétrons por dispersão em energia, e o efeito da funcionalização foi avaliado através da medição de ângulo de contato, perfilometria e resistência à incidência de radiação ultravioleta. Foram investigadas amostras de mesma época (século XIX) e mesmo padrão, provenientes de Porto (Portugal), Belém do Pará (PA) e Rio Grande (RS). Estas regiões apresentam condições atmosféricas e climáticas distintas. O estágio de degradação das amostras provenientes de Belém do Pará apresentou-se mais avançado em função da proliferação de microorganismos entre o vidrado e o biscoito. As amostras de Porto e Rio Grande apresentaram um grau menor e semelhante de degradação. Uma amostra de azulejo atual também foi investigada, para efeitos de comparação. Os resultados deste trabalho mostraram que foi possível tornar a superfície super hidrofílica de azulejos históricos em superfícies hidrofóbicas com a aplicação do organossilano, contribuindo de forma significativa para a preservação do patrimônio azulejar edificado através da contenção do processo de degradação física causado pela umidade. O tratamento com organo-silano foi aplicado em todas elas, e o ângulo de contato foi investigado periodicamente durante 1 ano, com amostras expostas à temperatura de 60°C, umidade e água salina. Observou-se que a água salina deteriorou o recobrimento de organosilano após 1 ano de submersão. O tratamento térmico e a imersão em água não provocaram diminuição apreciável no ângulo de contato após 1 ano. O recobrimento, entretanto, sofre deterioração sob incidência de radiação ultravioleta. / Tiles are widely used in construction nowadays, but its use dates back some centuries, particularly with the use of them as parietal coating in old facades. Some facades receiving old tiles, especially from the nineteenth century, are both in Brazil and in Europe at an advanced level of degradation. Restoration processes are rather durable and ineffective. The functionalization of the glass surface of the tiles is an alternative to minimize and contain the degradative processes arising from moisture. In this context, this work consisted of the functionalization of surfaces of historical tiles with organosilane to obtain hydrophobic surfaces aiming to improve the preservation and conservation of the glaze. The microstructure of the samples was characterized by X-rays diffraction and scanning electron microscopy with energy dispersive scattering, and the effect of functionalization was evaluated by contact angle measurement, profilometry and resistance to incidence of radiation ultraviolet. The samples investigated were of approximately the same age and the same type coming from three regions: Porto (Portugal), Belem do Pará (PA) and Rio Grande (RS). These regions have different weather and climatic conditions. The degradation stage of samples from Belém do Pará was more advanced due to the proliferation of microorganisms between glaze and biscuit. Samples from Porto and Rio Grande presented a smaller, similar degree of degradation. A recent tile was also investigated for comparison. The results from this work showed that it was possible to change the super hydrophilic surface of historical tiles into hydrophobic surfaces with the application of organosilane, contributing significantly to the preservation of tile heritage through the hindering of the physical degradation process caused by moisture. Treatment with organosilane was applied to all of them, and the contact angle was investigated periodically for 1 year, with samples exposed to 60°C, humidity and salt water. It was observed that the hydrophobic coating deteriorated after 1 year of submersion in salt water. The heat treatment and immersion in water did not cause appreciable decrease in contact angle after 1 year. The coating, however, suffer deterioration under the effect of ultraviolet radiation.

Azulejos são largamente utilizados na construção civil nos tempos atuais, mas seu uso remonta a séculos passados, sobretudo com a utilização deles como revestimento parietal de fachadas antigas. Algumas fachadas que receberam azulejos antigos, em especial do século XIX, encontram-se tanto no Brasil como na Europa em um nível avançado de degradação. Os processos de restauro são pouco duráveis e pouco efetivos. A funcionalização da superfície vidrada dos azulejos surge como uma alternativa para minimizar e conter os processos degradativos oriundos da umidade. Neste contexto, esse trabalho consistiu na funcionalização de superfícies de azulejos históricos com organossilano para a obtenção de superfícies hidrofóbicas com a finalidade de preservação e conservação do vidrado. A microestrutura das amostras foi caracterizada por difração de raios-X e microscopia eletrônica de varredura com medida de espalhamento de elétrons por dispersão em energia, e o efeito da funcionalização foi avaliado através da medição de ângulo de contato, perfilometria e resistência à incidência de radiação ultravioleta. Foram investigadas amostras de mesma época (século XIX) e mesmo padrão, provenientes de Porto (Portugal), Belém do Pará (PA) e Rio Grande (RS). Estas regiões apresentam condições atmosféricas e climáticas distintas. O estágio de degradação das amostras provenientes de Belém do Pará apresentou-se mais avançado em função da proliferação de microorganismos entre o vidrado e o biscoito. As amostras de Porto e Rio Grande apresentaram um grau menor e semelhante de degradação. Uma amostra de azulejo atual também foi investigada, para efeitos de comparação. Os resultados deste trabalho mostraram que foi possível tornar a superfície super hidrofílica de azulejos históricos em superfícies hidrofóbicas com a aplicação do organossilano, contribuindo de forma significativa para a preservação do patrimônio azulejar edificado através da contenção do processo de degradação física causado pela umidade. O tratamento com organo-silano foi aplicado em todas elas, e o ângulo de contato foi investigado periodicamente durante 1 ano, com amostras expostas à temperatura de 60°C, umidade e água salina. Observou-se que a água salina deteriorou o recobrimento de organosilano após 1 ano de submersão. O tratamento térmico e a imersão em água não provocaram diminuição apreciável no ângulo de contato após 1 ano. O recobrimento, entretanto, sofre deterioração sob incidência de radiação ultravioleta. / Tiles are widely used in construction nowadays, but its use dates back some centuries, particularly with the use of them as parietal coating in old facades. Some facades receiving old tiles, especially from the nineteenth century, are both in Brazil and in Europe at an advanced level of degradation. Restoration processes are rather durable and ineffective. The functionalization of the glass surface of the tiles is an alternative to minimize and contain the degradative processes arising from moisture. In this context, this work consisted of the functionalization of surfaces of historical tiles with organosilane to obtain hydrophobic surfaces aiming to improve the preservation and conservation of the glaze. The microstructure of the samples was characterized by X-rays diffraction and scanning electron microscopy with energy dispersive scattering, and the effect of functionalization was evaluated by contact angle measurement, profilometry and resistance to incidence of radiation ultraviolet. The samples investigated were of approximately the same age and the same type coming from three regions: Porto (Portugal), Belem do Pará (PA) and Rio Grande (RS). These regions have different weather and climatic conditions. The degradation stage of samples from Belém do Pará was more advanced due to the proliferation of microorganisms between glaze and biscuit. Samples from Porto and Rio Grande presented a smaller, similar degree of degradation. A recent tile was also investigated for comparison. The results from this work showed that it was possible to change the super hydrophilic surface of historical tiles into hydrophobic surfaces with the application of organosilane, contributing significantly to the preservation of tile heritage through the hindering of the physical degradation process caused by moisture. Treatment with organosilane was applied to all of them, and the contact angle was investigated periodically for 1 year, with samples exposed to 60°C, humidity and salt water. It was observed that the hydrophobic coating deteriorated after 1 year of submersion in salt water. The heat treatment and immersion in water did not cause appreciable decrease in contact angle after 1 year. The coating, however, suffer deterioration under the effect of ultraviolet radiation.

Estágio realizado na CENTI-Centro de Nanotecnologia e Materiais Técnicos, Funcionais e Inteligentes e orientado pelo Doutor José Santos / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-23T11:35:15Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 748779 bytes, checksum: cef289bec04b3554c9a5179942e6e1c0 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T11:35:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 748779 bytes, checksum: cef289bec04b3554c9a5179942e6e1c0 (MD5) Previous issue date: 2003-01-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O presente trabalho objetivou mostrar como compostos orgânicos com diferentes graus de hidrofobicidade podem fornecer um aumento da estabilidade dos agregados do solo, e como os ciclos de umedecimento e secagem influenciam nesse aumento. Para isto, com amostras de dois horizontes (A e B) de um Latossolo Vermelho Amarelo, foram conduzidos três experimentos: o primeiro, utilizando a matriz Pan-Puebla III modificada variando a dose dos compostos orgânicos adicionados, em um único tempo de incubação; o segundo, um fatorial incompleto 2x3[(4-1)+(4-1)], constituído por: dois horizontes (A e B), três intervalos de tempo (40, 80 e 160 dias), três compostos orgânicos (amido, ácido esteárico e ácido húmico) em combinações amido sem e com ácido húmico (Am e AmAH) e ácido esteárico sem e com ácido húmico (E e EAH) menos a testemunha; e o terceiro, semelhante ao segundo, com a diferença que ao invés de ser incubado, o solo foi exposto a ciclos semanais de umedecimento e secagem (5 semanas e 5 dias, 11 semanas e 3 dias e 22 semanas e 6 dias). Os resultados obtidos indicaram que o composto hidrofílico (amido) apresenta as melhores respostas em doses mais baixas e quando o tempo de incubação é de 160 dias, e que quando se tem uma única dose (9,9 g kg -1 ) o menor tempo de incubação (40 dias) proporciona maior agregação. Para o composto hidrofóbico (ácido esteárico) a melhor dose nos tempos de incubação maiores (160 dias) variou entre 4,8 e 5,1 g kg -1 conforme a variável analisada, sendo que doses maiores que essa dificultam a agregação. Em tempos de incubação de 80 a 160 dias, a dose de 9,9 g kg -1 aumenta a estabilidade de agregados em água. Utilizando um composto com características, tanto hidrofóbica como hidrofílica (ácido húmico), verificou-se resposta sempre positiva na agregação para doses até 9,9 g kg -1 , quando incubados durante 160 dias. Para esse mesmo composto, incrementos significativos na agregação foram observados para todas as variáveis analisadas, seja por via úmida ou via seca. De maneira geral, os ciclos semanais de umedecimento e secagem dificultaram a formação e a estabilização de agregados em ambos os horizontes. / How the organic compounds with differents hidrophobicity levels, and wet-drying cycles can improve the aggregate stability was the objective of this work. Then, with samples of two horizons (A and B) from an Oxissol was conduced three experiments: first, plotted in a Pan-Puebla III modified matrix varying the organic compounds doses in a single incubation time; second, plotted in a incomplete factorial 2x3[(4-1)+(4-1)], where the factors are, two horizons (A and B), three interval time (40, 80, 160 days), three organic compounds(starch, stearic acid and humic acid) in combinations starch with or without humic acid (Am and AmAH) and stearic acid with or without humic acid (E and EAH) less control; third, was similar to second, the difference was that the soil didn’t stay incubated but exposed to wet-drying weekly cycles (5 weeks and 5 days, 11 weeks and 3 days and 22 weeks and 6 days). The results showed that to the hydrophobic compound (starch) the best results are at lower doses when the incubation time was 160 days, and when there was a single dose the lower incubation time (40 days) provided higher aggregations. To the hydrophobic compound (stearic acid) the best dose, in highest incubation time (160 days), varyied between 4,8 until 5,1 g kg -1 depending to the analysed variable, in this way higher dose make difficult the aggregation. Nevertheless, in higher incubation times (80 and 160 days) the 9,9 g kg -1 improve the aggregate stability in water. Utilizing the hydrophobic and hydrophilic characters compound (humic acid) the result was always positive aggregation to doses until 9,9 g kg -1 , when incubated xduring 160 days. Improvements in aggregation were observed for all analyzed variables either by wet or dry way. Generally, the weekly wet drying cycles make difficult the aggregate formation and stabilization to both horizons.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-08-21T18:26:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Luma Regina Rodrigues Barbosa de Vasconcelos.pdf: 5335628 bytes, checksum: 506522da56c9982c470c52c76fa395c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-08-29T18:23:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Luma Regina Rodrigues Barbosa de Vasconcelos.pdf: 5335628 bytes, checksum: 506522da56c9982c470c52c76fa395c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T18:23:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Luma Regina Rodrigues Barbosa de Vasconcelos.pdf: 5335628 bytes, checksum: 506522da56c9982c470c52c76fa395c2 (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / CNPq / A super-hidrofobicidade baseia-se no efeito Lótus, onde se observa a associação de estruturas micrométricas e subestruturas nanométricas que alteram os parâmetros de rugosidade do material. A associação da rugosidade adequada e ação de agentes redutores de energia de superfície propicia a obtenção de superfícies super-hidrofóbicas (SHF), que entre outras funcionalidades, confere maior resistência à corrosão, devido a formação da barreira repelente à agua, reduzindo o contato do metal com o eletrólito. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a influência do tempo de ataque ácido da liga de alumínio 5052 na obtenção de superfícies SHF, visando melhores propriedades anticorrosivas. Foram confeccionados corpos de prova da liga de alumínio com dimensões (20x20x3) mm, os quais foram lixados até #1200 e atacados em solução de Beck em quatro diferentes tempos 5, 10, 15 e 20 s. As amostras foram submetidas a dois processos de modificação para obtenção de filme precursor com estrutura micro/ nanométrica, o primeiro com solução aquosa de nitrato de zinco em presença de hidróxido de amônio e o segundo em presença do permanganato de potássio. As amostras foram tratadas em solução etanólica de ácido esteárico, para redução da energia de superfície e obtenção do efeito SHF. O ângulo de contato foi determinado por meio de análise com goniômetro. Ensaios eletroquímicos de polarização foram realizados para avaliar a resistência à corrosão das superfícies obtidas. A morfologia e a composição das superfícies SHF foram analisadas através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada à análise de espectroscopia de energia dispersiva (EDS). As análises topográficas e do perfil de rugosidade foram realizadas a partir de um microscópio confocal. Os resultados mostraram que o tempo de ataque influencia no ângulo de contato obtido nas SHF. Dentre os diversos procedimentos e condições processuais investigadas nesse trabalho a condição que apresentou melhores parâmetros de morfologia, ângulo de contato e resistência à corrosão foi para o tempo de ataque de 20 s em solução de Beck; seguida de camada de ZnAl-HDL e ZnO, e tratada com ácido esteárico. / The super-hydrophobicity based on the Lotus effect, which is observed associater of micrometer structures and nanometer substructures that alter the material roughness parameters. The combination of suitable roughness and the action of reducing the surface energy of agents provides obtaining super-hydrophobic surfaces (SHP), which among other features, provides improved corrosion resistance due two formation of the repellent barrier to water, reducing the contact metal with the electrolyte. This study aimed to evaluate the influence of etching time of 5052 aluminum alloy in getting SHP surfaces to obtain better anti-corrosive properties. Aluminum alloy specimens were fabricated with dimensions of (20x20x3) mm, which were polished to # 1200 and attacked in Beck solution at four different times 5, 10, 15 and 20 s. The samples were subjected to two modification processes for obtaining precursor film with micro-nanometer structure, the first with aqueous solution of zinc nitrate in the presence of ammonium hydroxide, and the second in the presence of potassium permanganate. Samples were treated in ethanolic solution of stearic acid to reduce the surface energy and obtaining SHP effect. The contact angle was determined by analysis with a goniometer. Electrochemical tests of linear polarization were performed to evaluate the corrosion resistance of the surfaces obtained. The morphology and composition of SHP surfaces were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) coupled with analysis of energy dispersive spectroscopy (EDS). Topographic analysis and roughness profile were carried out using a confocal microscope. The results showed that the etching time influences the contact angle obtained in SHP. Among the various procedures and process conditions investigated in this work the condition that presented better morphology parameters, contact angle and corrosion resistance was with the 20 s etching time in Beck solution; Then layer ZnAl-HDL and ZnO, and treated with stearic acid.

Isoladores poliméricos têm crescentemente competido com os isoladores cerâmicos nas aplicações em sistemas elétricos de potência e é esperado que dominem as aplicações externas em alta tensão em um futuro próximo. Entretanto, há ainda algumas questões pendentes acerca do envelhecimento dos polímeros sobre estresse elétrico e climático. Dessa forma, a estabilidade da hidrofobicidade deve ser medida para estender o tempo de vida do isolador. Por esta razão, o desenvolvimento de um sistema de medição da degradação tem se tornado um fator relevante. Este trabalho apresenta e discute o desenvolvimento de um sistema para avaliação da hidrofobicidade em materiais poliméricos. São também discutidos os testes realizados em novas resinas derivadas do óleo de mamona. / Polymeric isolators have been competing increasingly with ceramic isolators in electric power system applications and is expected to dominate in the near future high voltage outdoor applications. However, there are still some outstanding questions regarding aging of polymers under climatic and electrical stresses. In this way, hydrophobicity has to been measured for to extend the life time of these insulators. For these reasons, the development of a degradation measurement system has become a relevant factor. This work presents and discusses the development of a hydrophobicity estimation system to polymeric materials. Also discussed are the tests carried out on the new castor oil resin.

A água é fundamental para a existência e sustentabilidade da vida. Consequentemente o seu comportamento isolado ou em contato com solventes tem sido amplamente estudado. Apesar disto, ainda existem propriedades da água que são pouco compreendidas. Recentemente em experimentos e simulações com água confinada novas anomalias e comportamentos surpreendentes foram encontrados. Água confinada tem importância para física, química, geologia, biologia, etc e tem relevância em aplicações tecnológicas como em processos de catálise, separação de fases, fabricação de nanomateriais etc. Portanto, entender o comportamento da água nessas condições é essencial. O confinamento altera drasticamente as propriedades da água e essas mudanças variam dependendo do tipo de confinamento imposto ao sistema. Estudos de água confinada em sílica sugerem que a água no interior do nanotubo cristaliza a uma temperatura menor que a temperatura de congelamento do bulk (água não confinada) dependendo do tamanho do nanotubo, porém a água em contato com a parede permanece líquida. Em nanotubos de carbono se verificou que a água congela para pressões altas a uma temperatura menor que a temperatura do bulk, no entanto, água confinada entre placas de carbono ativado congela a T = 303K. Super fluxo de água foi observado em nanotubos de carbono com diâmetro menor do que 2nm devido a formação de uma estrutura single line. Fluxo maior do que o esperado pelas equações da hidrodinâmica também foi observado para nanotubos hidrofílicos, no entanto esse fluxo ainda é menor do que o obtido para nanotubos de carbono. Nanotubos de AlPO4-54 são nanotubos facilmente preparados de forma altamente cristalina. Eles apresentam regiões hidrofílica e hidrofóbicas o que pode auxiliar no fluxo de moléculas de água no seu interior fazendo desses nanotubos bons candidatos para aplicações em tratamentos de água. No entanto, o comportamento da água no interior desses nanotubos não é bem compreendido. Nesse trabalho analisamos propriedades estruturais e dinâmicas de água confinada em AlPO4-54 para vários valores de temperatura e ocupação do nanotubo. Concluímos que a estrutura da água é controlada pela heterogeneidade do nanotubo com moléculas de água da camada de contato preferencialmente localizadas próximas aos oxigênios do AlPO4-54 consequentemente, para baixas densidades, a água forma uma estrutura helicoidal do tipo single line. Além disso, estudamos um sistema de dímeros Janus confinados entre placas lisas com o objetivo de estudar os efeitos do confinamento para o modelo proposto. Identificamos a formação de diversas estruturas self-assembled incluindo uma estrutura que apresenta regime superdifusivo. / Water is fundamental to the existence and sustainability of life. Consequently its behavior, isolated or in contact with solvents, has been widely studied. Nevertheless, there are still water properties that are poorly understood. Recently in experiments and simulations with confined water new anomalies and amazing behaviors were found. Confined water is important for physics, chemistry, geology, biology, etc. and has relevant applications in technological processes as in catalysis, phase separation, manufacturing of nanomaterials, therefore, understanding the behavior of water in these conditions is very important. Confinement changes drastically the properties of the water and these changes depend on the type of confinement. Studies on water confined on silica nanotubes suggest that the water in the inner region of the pores crystallizes at a temperature bellow the freezing temperature of the bulk water (non-confined water) depending on the size of the nanotube, but the water in contact with the wall remains liquid. On carbon nanotubes, was found that the water freezes at high pressures and at a temperature below the freezing temperature of the bulk, on the other hand, water confined inside activated carbon wall freezes at T = 303K. Superflow was observed in carbon nanotubes with diameter lower then 2 nm due to the formation of a single line structure. Flow in hydrophilic nanotubes is larger than the expected from hydrodynamic equations but is much smaller than for the case of carbon nanotube. AlPO4-54 nanotubes are easily prepared in monodisperse crystalline structures. They have both hydrophobic and hydrophilic groups which may help the flux of water molecules inside the nanotube making these nanotubes great candidates for water treatment aplications. However, the behavior of water confined inside AlPO4-54 nanotubes is not well understood. In this work, the structural and dynamical properties of the confined water in AlPO4-54 nanotubes are analyzed for various temperatures and water loadings. We find that the water structure is controlled by the heterogeneity of the nanopore surface with the water molecules located preferentially next to the surface of oxygens of the AlPO4-54 consequently, at very low densities, water forms helicoidal structures in string-like arrangements. In addition, we studied a Janus dumbbels system confined between smooth plates in order to study the effects of confinement on the proposed model. We have identified the formation of several self-assembled structures including a structure which has a superdiffusive regime.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. / Made available in DSpace on 2012-10-23T18:18:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 252707.pdf: 1073581 bytes, checksum: e1508c3cf6bd5a73d71d34e9d6ce4bdb (MD5) / A produção de álcool combustível no Brasil é realizada, na maioria das usinas, através do sistema de batelada alimentada onde, as células de levedura, principalmente Saccharomyces cerevisiae, são constantemente centrifugadas e reutilizadas nos vários ciclos fermentativos ao longo da safra. Por ser um ambiente com altas concentrações de açúcares, baixo pH, altas pressões osmóticas e temperaturas elevadas, linhagens de S. cerevisiae que atuam no processo de fermentação devem estar adaptadas ao estresse encontrado e apresentar características ideais para o processo industrial. Entretanto, por se tratar de um processo fermentativo não-estéril, o mesmo está sujeito a constantes contaminações por bactérias e leveduras selvagens que trazem enormes prejuízos à industria. Muitas vezes estas leveduras selvagens apresentam fenótipos como floculação, formação de espuma, pseudohifas, biofilme, e crescimento invasivo, características indesejáveis para a indústria de produção de álcool combustível. Estas propriedades apresentadas por algumas linhagens dificultam a centrifugação e reciclo das células, diminuem o volume útil das dornas, determinam menor contato entre as leveduras e mosto a ser fermentado, afetando portanto a produtividade alem de aumentarem os custos de produção. Desta forma, a pronta identificação destas características nas linhagens de leveduras utilizadas nos processos industriais faz-se necessária para minimizar as perdas de rendimento. O presente trabalho tem como objetivo analisar fenotipicamente 17 linhagens isoladas diretamente das dornas de fermentação industrial quanto às várias propriedades descritas acima, e verificar a possível correlação entre as mesmas com a hidrofobicidade celular e polimorfismos em genes possivelmente envolvidos com estes fenômenos de superfície (genes de adesinas). Os resultados obtidos no presente trabalho revelaram significativa variabilidade entre as linhagens quanto às características fenotípicas analisadas. As melhores correlações observadas foram entre a hidrofobicidade celular, floculação (com e sem Ca2+) e formação de biofilme, sendo que este último parâmetro foi inversamente correlacionado com o crescimento invasivo no agar em 70% das linhagens analisadas. A análise por PCR das regiões variáveis das adesinas AWA1, DAN4, FLO1 e FLO11 revelou que provavelmente nenhuma das linhagens possui o gene AWA1, enquanto que o gene DAN4, presente em mais de dois terços das cepas, não apresentou grandes polimorfismos. O gene FLO1 foi detectado em um terço das linhagens analisadas, apresentando polimorfismos que foram correlacionados com a hidrofobicidade celular e floculação destas linhagens. Já no caso do gene FLO11, o polimorfismo em tamanho da região variável rica em serina e treonina desta adesina foi correlacionado com a floculação, formação de biofilme e produção de espuma de mais da metade das leveduras industriais analisadas. Os resultados obtidos sugerem que a hidrofibicidade celular, que utiliza metodologia simples e rápida na sua determinação, pode ser um parâmetro interessante a ser implementado nas usinas para avaliar o potencial floculante e de produção de biofilme das linhagens presentes no processo industrial, enquanto que o polimorfismo da adesina FLO11, determinado através de PCR, pode revelar importante informação sobre o seu potencial floculante e de produção de biofilme e espuma.

A água é fundamental para a existência e sustentabilidade da vida. Consequentemente o seu comportamento isolado ou em contato com solventes tem sido amplamente estudado. Apesar disto, ainda existem propriedades da água que são pouco compreendidas. Recentemente em experimentos e simulações com água confinada novas anomalias e comportamentos surpreendentes foram encontrados. Água confinada tem importância para física, química, geologia, biologia, etc e tem relevância em aplicações tecnológicas como em processos de catálise, separação de fases, fabricação de nanomateriais etc. Portanto, entender o comportamento da água nessas condições é essencial. O confinamento altera drasticamente as propriedades da água e essas mudanças variam dependendo do tipo de confinamento imposto ao sistema. Estudos de água confinada em sílica sugerem que a água no interior do nanotubo cristaliza a uma temperatura menor que a temperatura de congelamento do bulk (água não confinada) dependendo do tamanho do nanotubo, porém a água em contato com a parede permanece líquida. Em nanotubos de carbono se verificou que a água congela para pressões altas a uma temperatura menor que a temperatura do bulk, no entanto, água confinada entre placas de carbono ativado congela a T = 303K. Super fluxo de água foi observado em nanotubos de carbono com diâmetro menor do que 2nm devido a formação de uma estrutura single line. Fluxo maior do que o esperado pelas equações da hidrodinâmica também foi observado para nanotubos hidrofílicos, no entanto esse fluxo ainda é menor do que o obtido para nanotubos de carbono. Nanotubos de AlPO4-54 são nanotubos facilmente preparados de forma altamente cristalina. Eles apresentam regiões hidrofílica e hidrofóbicas o que pode auxiliar no fluxo de moléculas de água no seu interior fazendo desses nanotubos bons candidatos para aplicações em tratamentos de água. No entanto, o comportamento da água no interior desses nanotubos não é bem compreendido. Nesse trabalho analisamos propriedades estruturais e dinâmicas de água confinada em AlPO4-54 para vários valores de temperatura e ocupação do nanotubo. Concluímos que a estrutura da água é controlada pela heterogeneidade do nanotubo com moléculas de água da camada de contato preferencialmente localizadas próximas aos oxigênios do AlPO4-54 consequentemente, para baixas densidades, a água forma uma estrutura helicoidal do tipo single line. Além disso, estudamos um sistema de dímeros Janus confinados entre placas lisas com o objetivo de estudar os efeitos do confinamento para o modelo proposto. Identificamos a formação de diversas estruturas self-assembled incluindo uma estrutura que apresenta regime superdifusivo. / Water is fundamental to the existence and sustainability of life. Consequently its behavior, isolated or in contact with solvents, has been widely studied. Nevertheless, there are still water properties that are poorly understood. Recently in experiments and simulations with confined water new anomalies and amazing behaviors were found. Confined water is important for physics, chemistry, geology, biology, etc. and has relevant applications in technological processes as in catalysis, phase separation, manufacturing of nanomaterials, therefore, understanding the behavior of water in these conditions is very important. Confinement changes drastically the properties of the water and these changes depend on the type of confinement. Studies on water confined on silica nanotubes suggest that the water in the inner region of the pores crystallizes at a temperature bellow the freezing temperature of the bulk water (non-confined water) depending on the size of the nanotube, but the water in contact with the wall remains liquid. On carbon nanotubes, was found that the water freezes at high pressures and at a temperature below the freezing temperature of the bulk, on the other hand, water confined inside activated carbon wall freezes at T = 303K. Superflow was observed in carbon nanotubes with diameter lower then 2 nm due to the formation of a single line structure. Flow in hydrophilic nanotubes is larger than the expected from hydrodynamic equations but is much smaller than for the case of carbon nanotube. AlPO4-54 nanotubes are easily prepared in monodisperse crystalline structures. They have both hydrophobic and hydrophilic groups which may help the flux of water molecules inside the nanotube making these nanotubes great candidates for water treatment aplications. However, the behavior of water confined inside AlPO4-54 nanotubes is not well understood. In this work, the structural and dynamical properties of the confined water in AlPO4-54 nanotubes are analyzed for various temperatures and water loadings. We find that the water structure is controlled by the heterogeneity of the nanopore surface with the water molecules located preferentially next to the surface of oxygens of the AlPO4-54 consequently, at very low densities, water forms helicoidal structures in string-like arrangements. In addition, we studied a Janus dumbbels system confined between smooth plates in order to study the effects of confinement on the proposed model. We have identified the formation of several self-assembled structures including a structure which has a superdiffusive regime.