Orientador: Diogo Teruo Hashimoto / Resumo: O pacu Piaractus mesopotamicus é considerado uma das mais importantes espécies de peixe cultivadas no Brasil. Apesar desta representatividade, esta espécie possui poucas informações genéticas disponíveis, principalmente em relação à resistência às enfermidades. A infecção por Aeromonas hydrophila é responsável por grandes prejuízos econômicos na produção de pacu. Experimentos de desafio, baseados em testes de sobrevivência por exposição dos organismos a patógenos específicos, têm sido realizados para buscar estimativas confiáveis para seleção de famílias geneticamente resistentes às enfermidades. Portanto, os principais objetivos deste estudo foram: 1) avaliar a herdabilidade de resistência do pacu à infecção por A. hydrophila; 2) caracterizar a arquitetura genética com a identificação de QTLs (Quantitative Trait Loci) relacionados com resistência à A. hydrophila, por meio de sequenciamento/genotipagem de SNPs (RAD-Seq, restriction site associated DNA sequencing); 3) caracterizar genes do sistema imune, por meio de sequenciamento RNA-Seq, de indivíduos de pacu submetidos ao desafio de resistência à A. hydrophila. Moderados valores de herdabilidade foram encontrados para sobrevivência e tempo de morte, indicando que a resistência contra A. hydrophila em pacu pode ser melhorada por programas de melhoramento genético. 17.453 SNPs foram identificados pela técnica RAD-Seq, para investigar a arquitetura genética da resistência à infecção por A. hydrophila pelo estudo de associação ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Pacu Piaractus mesopotamicus is considered one of the most important cultivated fish species from Brazil. Despite this representativeness, few genetic information is available for P. mesopotamicus, especially regarding disease resistance. Aeromonas hydrophila infection is responsible for major economic losses in P. mesopotamicus production. Challenge experiments have been performed to evaluate reliable estimates on selection of families genetically resistant to diseases. Therefore, the main objectives of this study were: 1) evaluate the resistance heritability in 36 P. mesopotamicus families subjected to A. hydrophila challenge; 2) characterize the genetic architecture identifying QTLs (Quantitative Trait Loci) related to A. hydrophila resistance by SNP sequencing / genotyping; 3) characterize genes belonging to immune system of individuals submitted to the disease resistance challenge, by transcriptome analysis (RNA-Seq). Moderate heritability values were found for survival rate and time of death, indicating that resistance against A. hydrophila in P. mesopotamicus can be improved by breeding programs. 17,453 SNPs were identified by RAD-Seq technique to investigate the genetic architecture of resistance to A. hydrophila. When a linkage map was constructed, the length of linkage groups (27 linkage groups) varied from 79.95 (LG 14) to 137.01 (LG 1) cM, with a total integrated map length of 2,755.60 cM. 22 QTLs in 17 LGs associated with A. hydrophila resistance suggested a poly... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Márcio Garcia Ribeiro / Resumo: O estreitamento da relação entre tutores e animais de companhia, nas últimas décadas, aumentou consideravelmente o risco de transmissão de patógenos dos animais para os humanos. A microbiota da cavidade oral de animais de companhia é polimicrobiana e estes agentes podem potencialmente infectar humanos pelas mordeduras ou contato direto com mucosas ou feridas de pele. No entanto, são escassas as informações sobre a identificação destes micro-organismos por técnicas moleculares (microbioma, proteômica). Ainda, o perfil de sensibilidade microbiana in vitro da microbiota bacteriana bucal de cães e a etiologia dos agentes envolvidos em mordeduras em humanos não são completamente elucidados, posto que muitos cães são errantes e evadem após a agressão. Com efeito, o presente estudo investigou a presença de agentes de origem bacteriana e fúngica na cavidade oral de 100 cães hígidos por técnicas de cultivo microbiano convencional, sequenciamento genético em larga escala (microbioma) e espectrometria de massas (MALDI-TOF MS), bem como investigou o perfil de sensibilidade/resistência in vitro dos isolados. Foram identificados 213 micro-organismos de origem bacteriana e 20 de origem fúngica. Os agentes bacterianos mais prevalentes no diagnóstico microbiológico e espectrometria de massas foram Staphylococcus pseudintermedius (40/100=40%), Streptococcus α-hemolítico (37/100=37%) e Pasteurella stomatis (22/100=22%). O gênero de fungo mais prevalente foi Aspergillus (10/100=10%). Imipenem (2... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The close relationship between humans and companion animals in recent decades has strongly increased the risk of transmission of pathogens from pets-to-humans. The microbiota of the oral cavity from companion animals is polymicrobial and these agents may potentially infect humans through bites or by direct contact with mucous membranes or cutaneous lesions. Nonetheless, the identification of these microorganisms by molecular techniques (microbiome, proteomics) is scarce. Besides, the in vitro microbial susceptibility pattern of oral bacterial microbiota from dogs and the etiology of agents involved in human bites are not fully understood, since many dogs are homeless and/or evade after aggression. The present study investigated the presence of bacterial and fungal agents in the oral cavity of 100 healthy dogs based on conventional microbiological culture, large-scale DNA sequencing (microbiome), and matrix-assisted laser desorption ionization time of flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS). In vitro antimicrobial susceptibility profile of the isolates was assessed as well. A total of 213 bacterial and 20 fungal microorganisms were identified. The most prevalent bacterial agents diagnosed by microbiological culture and mass spectrometry were Staphylococcus pseudintermedius (40/100=40%), α-hemolytic Streptococcus (37/100=37%), and Pasteurella stomatis (22/100=22%), whereas the most common genus of fungi was Aspergillus (10/100=10%). Imipenem (207/213=97.2%), ceftiofur (196/213=... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

[pt] Este trabalho apresenta a idealização, caracterização e medições de um absorvedor metamaterial ultrafino com uma banda ultra larga, baseado em espiras quadradas arranjadas periodicamente. O circuito equivalente dessa estrutura é proposto para fornecer uma maior compreensão teórica. Os parâmetros desse circuito são extraídos utilizando um algoritmo baseado no método dos mínimos quadrados, usando uma abordagem direta, que pode ser aplicada aos absorvedores com banda larga em geral. O mecanismo de absorção da estrutura proposta é discutido e detalhado. Um dos resultados da simulação mostrou uma absortividade acima de 90 porcento de 11.4 até 20 GHz, cobrindo a banda Ku inteiramente tanto para a polarização TM quanto para a TE, e essa banda larga é confirmada pelas medições experimentais. Além disso, a espessura do absorvedor metamaterial proposto é lambda/16.4, considerando o maior comprimento de onda da banda de operação, e apresenta estabilidade angular até 50 graus Celsius. Ademais, o uso do absorvedor proposto para redução da seção transversal de radar em antenas de microfita é investigado e reduções até 12.8 dB são obtidas, e uma parede absorvedora é apresentada para diminuição do acoplamento mútuo em conjuntos de antenas. / [en] This work presents the design, characterization, and measurement of an ultrathin and ultrawideband metamaterial absorber based on periodicallyarranged metallic square spiral and its equivalent circuit is proposed to provide a theoretical insight. The parameters of the equivalent circuit are extracted using an algorithm based on the least-square method and using a straightforward approach, which can be applied to broadband absorbers in general. The mechanism of absorption of the proposed structure is discussed and detailed. One of the simulated results showed an absorptivity of more than 90 percent from 11.4 to 20.0 GHz, covering the Ku band for TM as well as TE polarization, and this broadband feature is confirmed by the experimental measurement. Furthermore, the proposed metamaterial absorber is lambda/16.4 thick at the lowest frequency of absorption and presents angle stability up to 50 Celsius degrees. In addition, the usage of the proposed absorber to the radar crosssection reduction in microstrip antennas is investigated and reductions up to 12.8 dB are achieved, and an absorber wall is presented to decrease the mutual coupling in antenna arrays.

Data analysis techniques can be useful in decision-making processes, when patterns of interest can indicate trends in specific domains. Such trends might support evaluation, definition of alternatives, or prediction of events. Currently, datasets have increased in size and complexity, posing challenges to modern hardware resources. In the case of large datasets that can be represented as graphs, issues of visualization and scalable processing are of current concern. Distributed frameworks are commonly used to deal with this data, but the deployment and the management of computational clusters can be complex, demanding technical and financial resources that can be prohibitive in several scenarios. Therefore, it is desirable to design efficient techniques for processing and visualization of large scale graphs that optimize hardware resources in a single computational node. In this course of action, we developed a visualization technique named StructMatrix to find interesting insights on real-life graphs. In addition, we proposed a graph processing framework M-Flash that used a novel, bimodal block processing strategy (BBP) to boost computation speed by minimizing I/O cost. Our results show that our visualization technique allows an efficient and interactive exploration of big graphs and our framework MFlash significantly outperformed all state-of-the-art approaches based on secondary memory. Our contributions have been validated in peer-review events demonstrating the potential of our finding in fostering the analytical possibilities related to large-graph data domains. / Técnicas de análise de dados podem ser úteis em processos de tomada de decisão, quando padrões de interesse indicam tendências em domínios específicos. Tais tendências podem auxiliar a avaliação, a definição de alternativas ou a predição de eventos. Atualmente, os conjuntos de dados têm aumentado em tamanho e complexidade, impondo desafios para recursos modernos de hardware. No caso de grandes conjuntos de dados que podem ser representados como grafos, aspectos de visualização e processamento escalável têm despertado interesse. Arcabouços distribuídos são comumente usados para lidar com esses dados, mas a implantação e o gerenciamento de clusters computacionais podem ser complexos, exigindo recursos técnicos e financeiros que podem ser proibitivos em vários cenários. Portanto é desejável conceber técnicas eficazes para o processamento e visualização de grafos em larga escala que otimizam recursos de hardware em um único nó computacional. Desse modo, este trabalho apresenta uma técnica de visualização chamada StructMatrix para identificar relacionamentos estruturais em grafos reais. Adicionalmente, foi proposta uma estratégia de processamento bimodal em blocos, denominada Bimodal Block Processing (BBP), que minimiza o custo de I/O para melhorar o desempenho do processamento. Essa estratégia foi incorporada a um arcabouço de processamento de grafos denominado M-Flash e desenvolvido durante a realização deste trabalho.Foram conduzidos experimentos a fim de avaliar as técnicas propostas. Os resultados mostraram que a técnica de visualização StructMatrix permitiu uma exploração eficiente e interativa de grandes grafos. Além disso, a avaliação do arcabouço M-Flash apresentou ganhos significativos sobre todas as abordagens baseadas em memória secundária do estado da arte. Ambas as contribuições foram validadas em eventos de revisão por pares, demonstrando o potencial analítico deste trabalho em domínios associados a grafos em larga escala.

Data analysis techniques can be useful in decision-making processes, when patterns of interest can indicate trends in specific domains. Such trends might support evaluation, definition of alternatives, or prediction of events. Currently, datasets have increased in size and complexity, posing challenges to modern hardware resources. In the case of large datasets that can be represented as graphs, issues of visualization and scalable processing are of current concern. Distributed frameworks are commonly used to deal with this data, but the deployment and the management of computational clusters can be complex, demanding technical and financial resources that can be prohibitive in several scenarios. Therefore, it is desirable to design efficient techniques for processing and visualization of large scale graphs that optimize hardware resources in a single computational node. In this course of action, we developed a visualization technique named StructMatrix to find interesting insights on real-life graphs. In addition, we proposed a graph processing framework M-Flash that used a novel, bimodal block processing strategy (BBP) to boost computation speed by minimizing I/O cost. Our results show that our visualization technique allows an efficient and interactive exploration of big graphs and our framework MFlash significantly outperformed all state-of-the-art approaches based on secondary memory. Our contributions have been validated in peer-review events demonstrating the potential of our finding in fostering the analytical possibilities related to large-graph data domains. / Técnicas de análise de dados podem ser úteis em processos de tomada de decisão, quando padrões de interesse indicam tendências em domínios específicos. Tais tendências podem auxiliar a avaliação, a definição de alternativas ou a predição de eventos. Atualmente, os conjuntos de dados têm aumentado em tamanho e complexidade, impondo desafios para recursos modernos de hardware. No caso de grandes conjuntos de dados que podem ser representados como grafos, aspectos de visualização e processamento escalável têm despertado interesse. Arcabouços distribuídos são comumente usados para lidar com esses dados, mas a implantação e o gerenciamento de clusters computacionais podem ser complexos, exigindo recursos técnicos e financeiros que podem ser proibitivos em vários cenários. Portanto é desejável conceber técnicas eficazes para o processamento e visualização de grafos em larga escala que otimizam recursos de hardware em um único nó computacional. Desse modo, este trabalho apresenta uma técnica de visualização chamada StructMatrix para identificar relacionamentos estruturais em grafos reais. Adicionalmente, foi proposta uma estratégia de processamento bimodal em blocos, denominada Bimodal Block Processing (BBP), que minimiza o custo de I/O para melhorar o desempenho do processamento. Essa estratégia foi incorporada a um arcabouço de processamento de grafos denominado M-Flash e desenvolvido durante a realização deste trabalho.Foram conduzidos experimentos a fim de avaliar as técnicas propostas. Os resultados mostraram que a técnica de visualização StructMatrix permitiu uma exploração eficiente e interativa de grandes grafos. Além disso, a avaliação do arcabouço M-Flash apresentou ganhos significativos sobre todas as abordagens baseadas em memória secundária do estado da arte. Ambas as contribuições foram validadas em eventos de revisão por pares, demonstrando o potencial analítico deste trabalho em domínios associados a grafos em larga escala.

Orientador: Ivan de Godoy Maia / Banca: Jiri Boreck / Banca: Carolina Munari Rodrogues / Banca: Douglas Silva Domingues / Banca: Edvaldo Amaral Aparecido da Silva / Resumo: As proteínas desacopladoras (UCPs) são proteínas especializadas no transporte mitocondrial que dissipam o gradiente eletroquímico de prótons gerados na respiração. Essas proteínas desempenham um papel na manutenção da função mitocondrial e sua importância como componente da tolerância celular ao estresse oxidativo tem sido demonstrada em diversos estudos realizados tanto in vitro com em in vivo. No presente estudo, foram realizados dois estudos empregando UCPs de plantas. Numa primeira abordagem foi realizada uma análise do transcriptoma de plantas transgênicas de tabaco que superexpressam o gene AtUCP1 de Arabidopsis thaliana utilizando a técnica de RNA-Seq. Para o RNA-Seq foi gerado de mais de um milhão de reads com 150 pb em média para cada biblioteca testada. A partir desses reads, um conjunto de aproximadamente 34.000 contigs foi obtido. Após as análises foi possível identificar um total de 816 genes diferencialmente expressos entre as linhagens transgênicas e o controle selvagem, sendo 239 genes induzidos (p≤0,001) e 577 reprimidos (p≤0,001). Em paralelo, uma análise de expressão gênica foi empreendida utilizando mutantes de inserção de arabidopsis para os genes AtUCP1-3, dois deles caracterizados no presente estudo (atucp2 e atucp3), com o objetivo de verificar a funcionalidade e redundância entre essas isoformas. Segundo os resultados obtidos, uma possível compensação só foi observada no mutante atucp3 no qual os genes AtUCP1 e AtUCP2 foram induzidos tanto em condições fisiológicas normais como em condições de estresse salino e osmótico / Abstract: Mitochondrial inner membrane uncoupling proteins (UCP) dissipate the proton electrochemical gradient established by the respiratory chain, thus affecting the yield of ATP synthesis. These proteins play a role in maintaining mitochondrial function and their importance as cellular oxidative stress tolerance component has been demonstrated in several studies performed in vitro and in vivo. In this study, the functional role of plant UCPs was investigated. In a first approach, a transcriptomic analysis of tobacco plants overexpressing the AtUCP1 gene of Arabidopsis thaliana was performed using RNA-seq analysis. The RNA-sequencing generated over a million of reads with 150 base pair on average for each library. From these reads, a set of approximately 34,000 contigs was obtained. A total of 816 differentially expressed genes between transgenic lines and wild-type control was identified. Amongst them, 239 were up-regulated (p≤0,001) and 577 were down-regulated (p≤0,001). In parallel, a gene expression analysis was performed using Arabidopsis insertion mutants for the AtUCP1-3 genes, two of them (atucp2 and atucp3) being characterized in this study. The main purpose was to verify the functionality and the existence of redundancy between the target genes. According to the obtained results, a compensatory expression was observed only in the atucp3 background, in which the AtUCP1 and AtUCP2 genes were induced both in normal physiological conditions and under salt and osmotic stresses / Doutor

A fibrilação atrial (FA) é a arritmia cardíaca sustentada mais comum, de origem supraventricular, em que ocorre uma completa desorganização na atividade elétrica atrial, fazendo com que os átrios percam sua capacidade de contração, não gerando sístole atrial. É uma arritmia que acomete 1-2% da população mundial, sendo mais frequente em indivíduos idosos. Geralmente, está associada a algum tipo de doença cardíaca estrutural, podendo acarretar em complicações como o acidente vascular cerebral, internações e gastos com saúde. Algumas vezes a fibrilação atrial surge de forma precoce, em indivíduos jovens, saudáveis, e sem qualquer evidência de doença cardíaca estrutural ou de fatores desencadeantes, o que leva a hipótese da doença ter um componente genético. Trata-se de um estudo observacional, transversal, para identificação de possíveis variantes genéticas em pacientes portadores de fibrilação atrial isolada, a partir do sequenciamento de nova geração de um painel genético customizado para cardiomiopatias e canalopatias hereditárias. Foram incluídos 101 pacientes encaminhados pelo ambulatório de arritmias cardíacas do Instituto do Coração, que foram avaliados quanto às características clínicas principais antes de serem submetidos ao teste genético. A classificação das variantes em genes causais foi baseada nos critérios do American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG). Foram sequenciadas e analisadas amostras de 101 pacientes, onde foram encontradas 144 variantes raras; 14/144 foram classificadas como patogênicas em relação à fibrilação atrial, 130/144 foram classificadas como de significado incerto, e em 28 dos 101 pacientes não foram encontradas variantes raras. Dos 101 pacientes 77,2% eram do sexo masculino, 87,1 % de raça branca, 75,2 % tinham fibrilação atrial paroxística, 52,4 % eram sintomáticos, 65,3% realizaram procedimento de ablação por cateter e 62,4% tinham história familiar de FA precoce, morte súbita, marcapasso e/ou insuficiência cardíaca. A presença dos achados genéticos esteve associada nos pacientes com FA que tinham história familiar de marcapasso e/ou morte súbita. A análise genética desta população permitiu um diagnóstico precoce de miocardiopatias hereditárias que se apresentaram inicialmente como FA isolada / Atrial fibrillation (AF) is the most common sustained cardiac arrhythmia of supraventricular origin, with a complete disorganization in the electrical activity of the atria, losing their capacity of contraction, not generating atrial systole. It is an arrhythmia that affects up to 2% of the world population, appearing more often in elderly individuals. It is usually associated with some types of structural heart disease, which can lead to complications such as stroke, hospitalizations and health costs. In some times atrial fibrillation emerges early, in younger healthy people, with no apparent evidence of structural heart disease or triggering factors, leading to the hypothesis that the disease has a genetic component. This is a cross-sectional, observational study to identify possible genetic variants in patients with isolated atrial fibrillation from new generation sequencing and a customized genetic panel for inherited cardiomyopathies and channelopathies. A total of 101 patients were referred and evaluated by the Cardiac Arrhythmias Outpatient Unit of the Heart Institute for the main clinical characteristics before being submitted to the genetic test. The classification of variants into causal genes was based on the American College of Medical Genetics and Genomics (ACMG) criteria. Samples were sequenced and analyzed from 101 patients, were found 144 rare variants; 14/144 were classified as pathogenic in relation to atrial fibrillation and 130/144 were classified as uncertain significance, and in 28 of 101 patients no rare variants were found. Of the 101 patients, 77.2% were males, 87.1% were white, 75.2% had paroxysmal atrial fibrillation, 52.4% were symptomatic, 65.3% had a catheter ablation procedure, and 62.4% had a family history of early AF, sudden death, pacemaker and/or heart failure. The presence of genetic findings was associated in patients with AF who had a family history of pacemaker and / or sudden death. The genetic analysis of this population allowed an early diagnosis of hereditary cardiomyopathies that initially presented as isolated AF

Esta dissertação de mestrado apresenta um estudo da aplicação de estruturas Electromagnetic Bandgap (EBG) em circuitos planares de micro-ondas, com a proposição de topologias originais de filtros rejeita-faixa de banda ultra-larga e dupla-banda e de uma metodologia de síntese desses filtros. Foi proposta uma metodologia de projeto de filtros EBG, que foi aplicada a um filtro em microlinha de transmissão utilizando duas estruturas EBG simultâneas, com a finalidade de se obter um filtro com banda de rejeição ultra-larga. Esse filtro foi construído em tecnologia planar, tendo demonstrado uma banda de rejeição ultra-larga de 11 GHz centrada em 11,5 GHz, com nível de rejeição superior a 34 dB, apresentando excelente concordância com os resultados de simulação computacional. Paralelamente, foi desenvolvida uma metodologia de síntese que permite a geração automática de novas topologias de filtros rejeita-faixa empregando estruturas EBG que resultem em uma banda larga de rejeição ou com duplas bandas de rejeição. A metodologia de síntese proposta envolve procedimentos computacionais de otimização da geometria das estruturas EBG aplicadas em microlinha de transmissão, visando a obtenção da resposta em frequência de um filtro definida por meio de uma Função Objetivo. Para esse fim empregou-se a ferramenta computacional MATLAB com o toolbox de algoritmos genéticos para desenvolver um programa de otimização, que interage com o simulador eletromagnético tridimensional EM-3D Microwave Suite da CST. O procedimento de síntese desenvolvido foi aplicado ao projeto de um filtro com dupla-banda de rejeição centradas em 3,3 GHz e 7,8 GHz e de três filtros com característica de rejeição em banda ultra-larga, capazes de rejeitar até uma banda de 9 GHz a 20 GHz com rejeição maior que 10 dB. Os filtros projetados foram construídos em tecnologia planar e caracterizados em frequências de micro-ondas. Os resultados experimentais comprovaram a eficácia e flexibilidade da metodologia de síntese proposta, que possibilitou contribuições originais na área de filtros rejeita-faixa usando estruturas EBG, com topologias inéditas. / This dissertation for a Master degree in Engineering, presents a survey of the application of Electromagnetic Bandgap (EBG) structures on microwave planar circuits, with the conception of original topologies for wide stopband and dual stopband filters, and the proposition of a synthesis methodology for these filters. A filter design methodology was proposed and applied to the design of a transmission line filter using two simultaneous EBG structures, aiming at the achievement of a filter with a wide stop-band. This filter was built in planar circuit technology, with the demonstration of an 11 GHz ultra-wide stopband centered in 11.5 GHz, with high degree of rejection superior than 34 dB, presenting excellent agreement with the computational simulation. In parallel, a synthesis methodology was developed to automatically generate new topologies of stopband filters using EBG structures, that results in filters with wide stopband or dual stop-bands. The proposed synthesis methodology involves computational processes for the optimization of the EBG structure geometry applied to microwave transmission line, aiming at achieving the filter response defined by an objective function. For that, the software MATLAB with the genetic algorithm toolbox was used to develop an optimization program, which interacts with the tridimensional electromagnetic simulator EM-3D Microwave Suite from CST. The synthesis procedure was applied to the project of one filter with dual stopband centered in 3.3 GHz and 7.8 GHz and to the project of three filters with an wide stopband feature capable of rejecting a frequency band from 9 GHz to 20 GHz with magnitude of rejection greater than 10 dB. The designed filters were built in planar technology and measured at microwave frequencies. The experimental results demonstrated the effectiveness and the flexibility of the proposed synthesis methodology, which allowed original contributions in the field of stopband filters using EBG structures, with novel topologies.

No presente trabalho foram realizadas a síntese e caracterizações estruturais, ópticas e espectroscópicas de materiais nanocompósitos na forma de guias de onda planares e pós de (100-x)SiO2-xNb2O5 dopados com íons lantanídeos pelo método sol-gel, para aplicação em Fotônica. Foi observada separação de fase controlada e cristalização, com distribuição e tamanho de partículas, bem como a fase cristalina de Nb2O5 formada, dependentes da composição (%Nb) e temperatura de tratamento térmico. Caracterizações estruturais revelaram a formação de duas fases cristalinas de Nb2O5, ortorrômbica (fase T) e monoclínica (fase M), com distribuição de tamanhos de nanopartículas da ordem de 7 a 30 nm. Essas duas fases cristalinas apresentaram-se na forma de nanocristais dispersos em uma matriz amorfa, formando sistemas nanocompósitos transparentes. A formação dessas diferentes fases cristalinas influenciou diretamente nas propriedades luminescentes dos materiais que apresentaram uma intensa emissão na região do Infravermelho próximo (com máximo de emissão em 1530 nm) sob excitação em 980 nm, com valores de largura de banda variando de 48 a 84 nm. A dependência dos espectros de emissão (largura inomogênea e componentes Stark), valores de largura de banda e tempos de vida do estado excitado 4I13/2 em relação às diferentes fases cristalinas de Nb2O5 formadas, permitiram a conclusão de que os íons Er3+ estão ocupando preferencialmente ambientes de baixa energia de fônon à base de Nb2O5. Estudos espectroscópicos dos nanocompósitos dopados com íons Eu3+ possibilitaram maiores evidências da ocupação dos íons lantanídeos em diferentes sítios de simetria no Nb2O5. A co-dopagem dos nanocompósitos com íons Er3+ e Yb3+ permitiu uma intensificação na emissão na região do Infravermelho próximo, correspondente à transição 4I13/24I15/2, decorrente da maior seção de choque dos íons Yb3+ em 980 nm e um processo eficiente de transferência de energia entre os íons Yb3+ e os íons Er3+ distribuídos nas matrizes estudadas. Essa transferência de energia eficiente intensificou também as emissões tanto na região do verde como do vermelho, decorrente de processos de conversão ascendente. Um estudo detalhado da dinâmica do processo de conversão ascendente foi realizado para os pós e guias de onda. No presente trabalho também foram obtidos guias de onda planares (100-x)SiO2-xNb2O5 dopados com íons Er3+ e co-dopados com íons Er3+ e Yb3+, com excelentes propriedades estruturais, morfológicas, ópticas e espectroscópicas para aplicação como amplificadores ópticos, tais como, superfícies livres de trinca, distribuição uniforme dos valores de índice de refração através da superfície e em função da profundidade, baixa rugosidade, alta porcentagem de confinamento da luz, uma excelente transparência das matrizes no visível e infravermelho próximo, bem como emissão em região usada para transmissão de sinal óptico em telecomunicações. Os guias de onda apresentaram intensas emissões tanto na região do Infravermelho próximo quanto no visível, decorrente de processos de conversão ascendente, apresentando ainda uma interessante variação das cores verde e vermelha, dependendo-se da potência de excitação utilizada e da proporção em mol (%) de Nb adicionada. Após a constatação dos excelentes resultados obtidos nos guias dopados com íons Er3+ e Yb3+, foram preparados nanocompósitos co-dopados com Tm3+ e Yb3+ na forma de pós e guias de onda planares, que apresentaram uma largura de banda de 120 nm na região do infravermelho próximo (com máximo de emissão em 1650 nm) e emissões na região do azul (475 nm) e no infravermelho (785 nm), decorrentes de processos de conversão ascendente. Por fim, foi realizada inscrição bem sucedida de canais nos guias de onda planares utilizando um laser de Ti:safira de femtosegundos. Em suma, os materiais nanocompósitos (100-x)SiO2-xNb2O5 apresentam um grande potencial de aplicação, especialmente em fotônica como amplificadores ópticos (EDWA) em telecomunicações, em circuitos fotônicos, lasers na região do visível (explorando conversão ascendente de energia), marcadores ópticos, dependendo fundamentalmente dos íons lantanídeos utilizados na dopagem. No caso especifico de amplificadores ópticos para telecomunicações, pôde-se concluir que as propriedades mais adequadas foram observadas nos materiais nanocompósitos (100-x)SiO2-xNb2O5 guias de onda planares contendo as proporções 80Si-20Nb e 70Si-30Nb tratados termicamente a 900oC co-dopados com íons Er3+/Yb3+ e Tm3+/Yb3+ / In the present work are reported the synthesis and structural, optical and spectroscopic characterizations of lanthanide doped (100-x)SiO2-xNb2O5 nanocomposites materials as planar waveguides and powders prepared by the sol gel method for photonic applications. The controlled phase separation and crystallization observed, as well as the particle size and distribution depended on the composition (%Nb) and the annealing temperature. The structural characterization revealed the formation of two Nb2O5 crystalline phases, orthorhombic (T-phase) and monoclinic (M-phase), with nanoparticle size distribution from 7 to 30 nm. The two crystalline phases were observed as nanocrystals dispersed in an amorphous matrix, constituting transparent nanocomposite systems. The formation of the different crystalline phases affected directly the materials luminescent properties which showed an intense near infrared emission (with maximum peak at 1530 nm) under 980 nm excitation, with bandwidth values from 48 to 84 nm. The dependence of emission spectra (inhomogeneous broadening and Stark components), the bandwidth values and the 4I13/2 excited state lifetimes dependence upon the different Nb2O5 crystalline phases formation, led to the Er3+ ions preferential occupation on low phonon energy, Nb2O5-rich environment. Spectroscopic studies with Eu3+-doped nanocomposites provided additional evidences of the lanthanide occupation of different symmetry sites on the Nb2O5-rich environment. The nanocomposites co-doping with Er3+ and Yb3+ ions allowed intensification on the near infrared emission, corresponding to the 4I13/24I15/2 transition, which resulted from the higher cross section of Yb3+ ions at 980 nm and an efficient energy transfer process between the Yb3+ ions and the Er3+ ions. This efficient energy transfer process also intensified the emissions both in green and red range, deriving from upconversion processes. A detailed study on the upconversion processes was made for nanocomposites and waveguides. In the present work, Er3+-doped and Er3+ and Yb3+ co-doped planar waveguides (100-x)SiO2-xNb2O5 with excellent optical, morphological and spectroscopic properties were also obtained, such as, crack free surfaces, a uniform refractive index profile across the surface and the thickness, low rugosity, high light confinement, low optical losses, and an excellent infrared and visible range matrix transparency, as well as emission used on optical telecommunication transmission. The waveguides showed emission both on near infrared and visible range, resulting from upconversion processes, showing an interesting color tuning phenomena in the green and red ranges, dependent on the excitation power and Nb content (mol%). After the excellent results verified with Er3+ and Yb3+, Tm3+ and Yb3+ co-doped nanocomposites and planar waveguides were prepared, which showed a bandwidth of 120 nm in the infrared range (with maximum peak at 1650 nm) and blue (475 nm) and near infrared (785 nm) emissions deriving from upconversion processes. Finally, channel writing using a femtosecond Ti:sapphire laser was successfully performed on the planar waveguides. Therefore, the (100-x)SiO2-xNb2O5 nanocomposite materials have shown great potential application, especially in photonic, such as, optical amplifiers (EDWA), photonic circuits, visible range lasers (exploring upconversion processes), and optical markers, depending on the lanthanide doping. In the specific case of optical amplifiers for telecommunication application, it could be concluded that the most adequate properties were observed on the ions Er3+/Yb3+ and Tm3+/Yb3+ co-doped (100-x)SiO2-xNb2O5 nanocomposites at 80Si-20Nb and 70Si-30Nb ratios, annealed at 900°C

Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-06-06T19:51:00Z No. of bitstreams: 1 TES_BETISABEL_VILAR_DE_JESUS_SANTOS_COMPLETO.pdf: 3860683 bytes, checksum: 8038f6abb22e4bcd2305fa0692f03170 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-06T19:51:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TES_BETISABEL_VILAR_DE_JESUS_SANTOS_COMPLETO.pdf: 3860683 bytes, checksum: 8038f6abb22e4bcd2305fa0692f03170 (MD5) Previous issue date: 2016-10-27 / This study is intended to analyze the school agents? perception of the educational process and of the large-scale evaluation, particularly Ideb (initial in Portuguese for ?ndice de Desenvolvimento da Educa??o B?sica), as inducer of educational quality policy, and how they appropriated the results and incorporated them into their daily life. It also aims to analyze the impact of overall public policy evaluation, embodied by Ideb at the public schools in Aracaju. The timeframe is the period from 2005 to 2013. The research lies in the field of debate about all people?s right to a quality education, which was initiated during the democratization of Brazil and in the midst of reforms produced by the liberal state, which has guided the implementation of local educational policies, but with a global perspective. Bourdieu and Certeau constituted the theoretical framework that guided the analyses for providing the elements to understand that, between the evaluation policy and the way it is embodied in everyday school, there is a gap open to explanation. In this sense, I sought to understand how the educational policies were implemented in the everyday life of the municipal school in Aracaju and how the school agents perceived and interpreted them. Therefore, I placed the analyses from the macro to the micro social scope. In the first case, understanding that evaluation is a good indicator to guide the reflection as an important learning tool to ensure the right to learn. In the second case, because the policies, no matter how good they are, need to be implemented and the everyday school is the place where this process takes place. In this sense, it was carried out a preliminary survey on academic production in the evaluation field in order to identify the trends and the effects present in the educational debate. It was also carried out a documentary analysis and interviews with teachers and school and Semed (initial for Secretaria Municipal de Education) managers. Facing the choice of the object and for the need it generated, the most suitable type of research was the qualitative approach as it seeks a better understanding of the process by which people construct meaning and describe what are these same meanings, allowing two types of consideration: one that concerning the relationships of macro-structural issues, which constitute the control policy analysis of the classroom evaluative practices; and another analyzing the evaluation practices in everyday school and the conceptions of the evaluation. Based on the above, the study has concluded that despite the criticism, the quality indicator embodied by Ideb has motivated Government actions to prepare the public schools in Aracaju for Prova Brazil and to reflect on its indicators, however, it is still not possible to say that there is a consolidated evaluation culture. The education quality improvement proposals that emerged from the schools resulted from commitments made by these agents in everyday school. / Este estudo se deteve na an?lise da percep??o que os agentes escolares t?m do processo educativo e das avalia??es em larga escala, em particular do Ideb, enquanto pol?tica indutora da qualidade da educa??o, e de que forma os seus resultados foram por eles apropriados e incorporados ao cotidiano escolar. Tem como objetivo geral analisar o impacto da pol?tica p?blica de avalia??o, consubstanciada no ?ndice de Desenvolvimento da Educa??o B?sica ? Ideb, nas escolas da rede municipal de ensino de Aracaju. O marco temporal situa-se no per?odo de 2005 a 2013. A pesquisa situa-se no campo do debate sobre o direito de todos a educa??o de qualidade, desencadeado no contexto da redemocratiza??o do pa?s e no bojo das reformas produzidas pelo Estado liberal, que tem norteado a implementa??o de pol?ticas educacionais locais, mas com perspectiva global. Bourdieu e Certeau constitu?ram o aporte te?rico que conduziu as an?lises empreendidas, por fornecerem os elementos para entender que entre a pol?tica de avalia??o e a forma como ela se consubstancia no cotidiano escolar, existe um hiato pass?vel de explica??o. Neste sentido, busquei compreender como as pol?ticas educacionais se efetivaram no cotidiano escolar da rede municipal de ensino de Aracaju e como os agentes escolares a percebem e dela se apropriam. Para tanto, situei as an?lises, do ?mbito macro ao microssocial. No primeiro caso por entender que a avalia??o constitui um bom indicador para balizar a reflex?o a respeito da aprendizagem ferramenta importante para assegurar o direito de aprender. No segundo caso, porque as pol?ticas por melhor que sejam, precisam ser efetivadas e o cotidiano escolar ? o l?cus onde este processo acontece. Neste sentido, foi realizado um levantamento preliminar sobre a produ??o acad?mica no campo da avalia??o, com a finalidade de identificar as tend?ncias e repercuss?es presentes no debate educacional. Tamb?m foi realizada an?lise documental e entrevistas com docentes e gestores das escolas e da Semed. Diante da escolha do objeto e pela necessidade dele gerada, o tipo de pesquisa que se adequou foi a abordagem qualitativa, por buscar melhor compreender o processo mediante o qual as pessoas constroem significados e descrever em que consistem estes mesmos significados, permitindo considera??es que podem ser relacionadas sob dois aspectos: um tendo em vista as rela??es das quest?es macroestruturais, que constituem a an?lise da pol?tica de controle por meio da avalia??o em seus desdobramentos nas pr?ticas avaliativas de sala de aula; e outro que estabelece a an?lise das pr?ticas avaliativas no cotidiano escolar e as concep??es de avalia??o que as orientam. Com base no exposto, o estudo concluiu que apesar das cr?ticas feitas, o indicador de qualidade consubstanciado no Ideb tem motivado a??es do poder p?blico que condicionaram as escolas municipais de Aracaju a se prepararem para a Prova Brasil e a refletirem sobre seus indicadores, sem que ainda seja poss?vel afirmar que existe uma cultura de avalia??o consolidada. As propostas de melhoria da qualidade da educa??o que emergiram das escolas resultaram dos compromissos assumidos por estes agentes no cotidiano escolar.