Submitted by Ronan Geraldo Ferreira null (ronangf@hotmail.com) on 2017-10-03T15:35:46Z No. of bitstreams: 1 dissertação.pdf: 5250871 bytes, checksum: d36c87eede9dd24c78834e601f6fe208 (MD5) / Approved for entry into archive by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com) on 2017-10-03T16:50:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ferreira_rg_me_araiq.pdf: 5250871 bytes, checksum: d36c87eede9dd24c78834e601f6fe208 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-03T16:50:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ferreira_rg_me_araiq.pdf: 5250871 bytes, checksum: d36c87eede9dd24c78834e601f6fe208 (MD5) Previous issue date: 2017-09-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os cintiladores são compostos que podem absorver radiações ionizantes e convertê-las eficientemente em radiações UV-VIS. Avanços na tecnologia de detecção, a busca por novos cintiladores com alta eficiência e a compreensão do mecanismo de cintilação ainda é o foco de várias pesquisas nesta área. Os compostos GdP3O9 dopados com Eu3+, Tb3+ e Sm3+ são materiais cintiladores promissores, os átomos de Terras raras na estrutura de GdP3O9 são isolados um do outro a uma grande distância (5 a 7 Å) , aumentando o concentração máxima necessária para atingir a supressão por concentração e melhores propriedades de luminescência, uma vez que eles têm alta densidade, valores elevados de coeficiente de atenuação de massa e propriedades espectroscópicas relevantes, como emissão brilhante, vida útil de mili ou microssegundos e transferência de energia eficiente de íons Gd3+ para os ativadores. Este trabalho descreve a preparação de GdP3O9 nominalmente puro e dopado com Eu3+, Tb3+ e Sm3+ pelo método de precipitação homogênea (utilizando o precursor nanoparticulado Gd(OH)CO3) e o estudo de suas propriedades estruturais e espectroscópicas (fotoluminescência e excitação por raios X ). O perfil espectral da emissão de GdP3O9 dopado com Eu3+ indica a ocupação de dois locais diferentes pelos íons dopantes, um sitio de alta simetria e um sitio de baixa simetria. A intensidade de emissão aumenta ao incorporar Eu3+ e Tb3+ no hospedeiro GdP3O9 até a concentração de 8%, enquanto que na amostra dopada com Sm3+ observa-se uma supressão por concentração em concentrações superiores a 4%. / Scintillators materials are compounds that can absorb ionizing radiations and efficiently convert them into UV-VIS radiations. Advances in the technology of detection, the search for new scintillators materials with high efficiency and for the understanding of the scintillation mechanism is still the focus of research in this area. The compounds GdP3O9 doped with Eu3+, Tb3+ and Sm3+ are promising scintillators materials, The RE atoms in GdP3O9 structure are isolated from each other for a big distance(5 to 7 Å) , which may lead to a higher quenching concentration and better luminescence properties, since they have high density, high values of mass attenuation coefficient and relevant spectroscopic properties, such as bright emission, lifetime of milli or microseconds and the efficient energy transfer from Gd3+ ions to the activators. This work describes the preparation of GdP3O9 nominally pure and doped with Eu3+, Tb3+ e Sm3+ by the homogeneous precipitation method (using the nanoparticulate precursor Gd(OH)CO3) and the study of their structural and spectroscopic (photoluminescence and X-rays excited optical luminescence) properties. Emission spectral profile of Eu3+- doped GdP3O9 indicates the occupation of two different sites by the dopant ions, a high symmetry site and a low symmetry site. The emission intensity increases by incorporating Eu3+ and Tb3+ in the GdP3O9 host until the concentration of 8 at.%, while in the Sm3+ doped sample a quenching concentration is observed at concentrations greater than 4. %.

Orientador: Élson Longo / Banca: Fenelon Martinho Lima Pontes / Banca: Alberthmeiry Teixeira Figueiredo / - O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Resumo: O estudo das propriedades fotoluminescentes nos diferentes materiais tanto orgânicos e inorgânicos tem despertado muito o interesse da comunidade científica. Dentre os molibdatos, destacamos o molibdato de bário (BAMoO4) devido suas propriedades ópticas e termoelétricas que junto com suas emissões luminescentes no azul, verde e laranja o tornam um importante material. Neste trabalho, pós de molibdato de bário foram sintetizados pelo método de coprecipitação e processados a 140 ºC por diferentes tempos, em hidrotermal assistido por irradiação de microondas. A caracterização dos pós foi realizada através de difração de raios - X, espectroscopia Raman, absorção na região do infravermelho. As análises microestruturais e morfológicas destes pós foram realizadas através das técnicas de microscopia eletrônica de varredura por canhão de elétrons e microscopia de Transmissão. As propriedades ópticas foram verificadas por meio da espectroscopia na região do ultravioleta visível e medidas de fotoluminescência. / Abstract: The study of properties in different photoluminescent both organic and inorganic materials has attracted much interest form the scientific community. Among the molybdate,. the highlight of barium molybdate (BaMoO4) because their optical properties and thermoelectric that along with its luminescent emission in blue, green and orange make it an important material. In this work of barium molybdate were synthesized by co-precipitation method and processed at 140 ºC for diferent times in hydrothermal assisted by microwave irradiation. The characterization of powders was carried out by-ray diffraction - X, Raman spectroscopy, absorption in the infrared region. The micro structural and morphological analyses of these powders were performed using the techniques of field emission gun scanning electronic microscopy and by trasmission electronic microscopy. The optical properties were observed by spectroscopy in region the ultraviolet visible and measures of photoluminescence. / Mestre

A eletrocirurgia é um procedimento utilizado em cirurgias e basicamente promove o corte e a coagulação do tecido orgânico. Este procedimento usa a descarga elétrica que ocorre entre um eletrodo metálico e o tecido orgânico. As características deste tipo de descarga elétrica permanecem ainda pouco estudadas, mesmo um século após seu primeiro uso. Neste trabalho, o desenvolvimento de um dispositivo detector da luminescência da faísca eletrocirúrgica é relatado e os resultados de sua aplicação em laboratório analisados. O dispositivo é capaz de detectar flashes luminosos em centenas de kHz, possibilitando a visualização da luz emitida pelas descargas eletrocirúrgicas. Método: O dispositivo fotodetector é composto por um diodo PIN em um amplificador de transimpedância. Devido ao forte ruído eletromagnético da faiscância, o emprego de fibras ópticas para distanciamento entre o circuito e a fonte de ruído foi necessário e uma forte blindagem foi implementada. Resultados: O dispositivo detector de luminescência, juntamente com um gerador de saída eletrocirúrgica e equipamentos de medição, foi utilizado para captar e armazenar o sinal de luminescência em relação aos sinais de tensão e corrente geradores da faísca eletrocirúrgica. Foi possível, então, relacionar a luz emitida pelas faíscas com os sinais elétricos da descarga eletrocirúrgica, possibilitando um novo entendimento do funcionamento do espaço eletrocirúrgico, evidenciando a forte assimetria do processo, anteriormente já reportada na literatura através de outros métodos. Conclusão: O dispositivo desenvolvido provou ser efetivo para o estudo da luminescência emitida por descargas eletrocirúrgicas, possibilitando um novo canal de estudo das mesmas, principalmente a velocidade de resposta. / The electrosurgical procedure, used in large surgeries, promotes cut and/or coagulation of the organic tissue. This procedure is possible because the electrical discharge between a metal electrode and the organic tissue. Characteristics of the spark are still almost unknown. This work intends to collaborate to the electrosurgical sparks study, reporting the development of a photodetector device, capable to detect flashes of light in hundreds of kHz, and introducing the waveform of luminescence from the electrosurgical discharge. Methods: The photodetector deviceis composed mainly of a photodiode PIN and an transimpedance amplifier. Spacial care has taken to isolate the device from electromagnetic noise, employing a shield and an optical fiber cable. To obtain, analyze and store data, a specific hardware, software and techniques, have been used and described in detail. Results: From the luminescence signal detected by photodetector device and voltage and current shapes stored in an oscilloscope, it is possible to see the relation between sparks luminescence, voltage and current on positive and negative cycles of the electrical discharge. The luminescence collaborates to show the asymmetry on voltage signals already reported by other researchers. Conclusion: Effective for the study of luminescence emitted by electrosurgical discharges, enabling a new study of the same channel, particularly the speed of response.

Resumo: O trabalho aqui apresentado se insere no contexto do projeto temático "História da Exumação da Plataforma Sul-americana, o exemplo da região Sudeste brasileira: termocronologia por traços de fissão e sistemáticas Ar/Ar e Sm/Nd", e tem como coordenador geral, o Prof. Dr. Peter Christian Hackspacher do Departamento de Petrologia e Metalogenia do IGCE/UNESP-Rio Claro, sendo financiado pela FAPESP (Processo n.º 00/03960-5). Esta pesquisa teve como objetivo analisar os eventos deposicionais, esculturadores do relevo, na bacia do Ribeirão Entupido, Serra da Mantiqueira, Estado de São Paulo, a partir do estudo morfoestratigráfico dos depósitos recentes da área. As feições deposicionais registradas em campo foram analisadas visando à definição de áreas tipo para coleta de amostras. Análises de datação foram realizadas com o material amostrado. As relações de conectividade entre as unidades deposicionais foram testadas a partir dos resultados de análises sedimentológicas e granulométricas. As análises foram enriquecidas pela datação absoluta do material sedimentar por LOE (Luminescência Opticamente Estimulada) do quartzo e do feldspato. O cruzamento de dados relativos às diversas técnicas aplicadas forneceu subsídios para a compreensão dos mecanismos que comandam a morfogênese na bacia em foco ao longo do último milhão de anos. / Abstract: The research presented here inserts in the context of the thematic project "History of the Exhumation of the South American Platform in the southeastern Brazil: Thernochronology by Fission Track Analysis and Ar/Ar and Sr/Nd systematics", and it has as general co-ordinating Prof. Dc. Peter Christian Hackspcher from IGCE/Unesp - Rio Claro, at the Department of Petrology and Metallogy, being financed for FAPESP (Process nº 00/03960-5). This research had as objective to analyze the depositionals events, sculpture of the relief, at the River Entupido's basin, Mantiqueira's Sierra, State of São Paulo, from the morphostratigraphic study of the recent deposits of the area. The main found and registered in field had been analyzed aiming at to the definition of areas type for collection of samples. Analyses of dating were realized through the showed sample. The relations of connection among the main units had been tested from the results of sendimentological and granulometrics analyses. The analyses had been enriched by the absolute dating of the sedimentary material by OSL (Optically Stimulated Luminescence) of the quartz and the feldspar. The data were compared many ways of techniques and gave us subsidies to insight of the mechanisms that commands morphogenesy in the basin analyzed the last million of years. / Orientador: Iandara Alves Mendes / Coorientador: Antônio Carlos de Barros Corrêa / Banca: Peter Christian Hackspacher / Banca: Cenira Maria Lupinacci da Cunha / Mestre

In Medizin und Technik besteht ein Bedarf an flexiblen, miniaturisierten Dosisleistungs-messgeräten mit hoher Ortsauflösung für den Einsatz in Strahlungsfeldern hoher Dosisleistung und Dosisleistungsgradienten. Lichtwellenleiterbasierte Dosisleistungsmess-systeme können diese Anforderungen erfüllen. Sie bestehen aus einem strahlungssensitiven Leuchtstoff, welcher über einen flexiblen Lichtleiter an einen Lichtdetektor gekoppelt ist. Die Eliminierung des dominierenden Störeinflusses, des bei Bestrahlung des Lichtleiters generierten Stem-Effekts, ist eine inhärente Herausforderung aller lichtwellenleiter¬basierten Dosisleistungsmesssysteme. In der vorliegenden Arbeit wird ein solches System unter Verwendung der Lumineszenz der gewebeäquivalenten Detektormaterialien Berylliumoxid und Lithiumtetraborat realisiert. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Untersuchung von Methoden der Stem-Eliminierung unter Nutzung der zeitlichen Charakteristik der Lumineszenzmaterialien sowie der zeitlichen Struktur des Strahlungsfeldes oder einer modulierten optischen Stimulation. Eine performante Ausleseelektronik auf FPGA-Basis ermöglicht Echtzeit-Messungen mit einer Abtastung von 10 ns. Verschiedene Auswertemethoden generieren aus den Rohdaten in Zeitstempelform eine stem-unabhängige, dosisleistungsproportionale Detektorantwort. / In medicine and technology there is a demand for flexible, miniaturized dose rate measurement systems with high spatial resolution for the application in radiation fields of high dose rates and dose rate gradients. Fiber optic coupled dosimeters can meet these requirements. They consist of a radiation sensitive luminescent material which is connected to a light detector with a flexible light guide. The elimination of the dominant perturbation, which is the stem effect generated by irradiation of the light guide, is one inherent challenge of all fiber optic dosimeters. In the present work such a system is realized, using the luminescence of the two tissue equivalent detector materials beryllium oxide and lithium tetraborate. The main focus is on the investigation of methods of stem elimination, exploiting the temporal characteristics of the luminescent materials, as well as the time structure of the irradiation or a modulated optical stimulation. For this purpose, capable FPGA-based read out electronics are employed, which enable real time measurements with 10 ns sampling. Different methods of analysis process the time stamp raw data and generate a stem-free, dose rate proportional detector response.

A dosimetria das radiações alfa, beta e gama é importante para diversas áreas aplicadas, sendo utilizada na proteção radiológica de pacientes e profissionais que se expõem a esses tipos de radiações. Com estudos dosimétricos pode-se obter melhores estimativas de dose absorvida, e ter mais precisão na estimativa de riscos populacionais. As técnicas de Termoluminescência (TL) e Luminescência Oticamente Estimulada (OSL) são utilizadas para essas aplicações dosimétricas. Estudos recentes têm mostrado que alguns materiais dosimétricos conhecidos como óxido de alumínio dopado com carbono (Al$_2$O$_3$:C) e óxido de berílio (BeO) sofrem mudanças no formato observado dos sinais OSL com relação as taxas de dose e tipos de radiação. O principal objetivo desse trabalho foi analisar os formatos dessas curvas e verificar quantitativamente, se existem ou não mudanças nos formatos dos sinais OSL dos dosímetros irradiados com diferentes tipos de radiação e taxas de dose. Sob o modelo de uma armadilha e um centro de recombinação (OTOR) foram estudados os sinais OSL com estímulo contínuo (CW-OSL). O modelo OTOR é simples, mas não possui solução analítica e as soluções computacionais são custosas pelo número grande de variáveis e parâmetros. Nesse trabalho, foi necessário realizar algumas simplificações para obtenção de um modelo ainda mais simples para ajuste nos dados. O modelo OTOR simples apresenta um comportamento de decaimento exponencial na descrição do sinal CW-OSL. Uma outra abordagem de extensão do modelo OTOR-simples foi a utilização do modelo com duas armadilhas independentes e um centro de recombinação, que resulta em dois decaimentos exponenciais. Para obtenção dos parâmetros que descrevem o sinal CW-OSL com esses modelos, foi utilizado o método dos mínimos quadrados (MMQ), com refinamento dos parâmetros pelo método de Gauss. O modelo de dois decaimentos exponenciais mostrou-se superior em qualidade com análise do parâmetro $\\chi^2$ e do comportamento dos resíduos em relação ao modelo de um decaimento exponencial para ambos os materiais utilizados. Com os ajustes, foi possível verificar diferenças nos comportamentos do sinal CW-OSL das amostras irradiadas em diferentes situações. As diferenças observadas nos comportamentos são apresentadas pelos parâmetros de decaimento ou de sinal inicial, ou pelas relações entre esses. Os parâmetros ajustados mostram que os sinais OSL provenientes do Al$_2$O$_3$:C e do BeO irradiados com alfa, beta e gama apresentam diferenças significativas nos comportamentos. As diferenças verificadas pelos ajustes dos sinais CW-OSL apresentados pelos dosímetros irradiados com beta e gama podem ter sido em parte causadas por efeito de fading, que afeta de maneira distinta os formatos das curvas e parâmetros ajustados. Nas irradiações com radiação gama com faixas de doses (de 22 a 122 mGy) e taxas doses absorvidas (de 0.024 a 1.66 Gy/s) não foram observados diferenças significativas nos sinais OSL. / The dosimetry of alpha, beta and gamma radiation is important in various applied areas, it is used in radiation protection of patients and professionals who are exposed at this kind of radiation. With dosimetric studies, it is possible to better estimate the absorbed dose, and population risks. Thermoluminescence (TL) and Optically Stimulated Luminescence (OSL) techniques are used for these dosimetric applications. Recent studies have shown that some known dosimetric materials as carbon doped aluminum oxide (Al$_2$O$_3$:C) and berilium oxide (BeO) undergo changes in OSL signal behavior related to dose rates and types of radiation. The main objective of this work was to analise the formats of these curves and quantitatively verify whether or not there are changes in OSL signal of the dosimeters irradiated with different types of radiation and dose rates. Under the model of one trap one recombination center (OTOR) the continuous wave OSL (CW-OSL) signals were studied. The OTOR model is the simplest model, but has no analytical solution and the computational solutions are costly by the large number of variables and parameters. In this work, it was necessary to make some simplifications in order to obtain a simple model that could be fitted to the data. The simple-OTOR model shows an exponential decay behavior in the CW-OSL signal description. Another extension approach to the simple-OTOR model was the model with two independent traps and one recombination center, that results in two exponential decays. To obtain the parameters that describe the CW-OSL signal with these models, the least square method (LSM) was used, with parameter refinement by Gauss method. For both the materials the two exponential decay model proved to be superior in quality to the one exponential decay by the analysis of the parameter $\\chi^2$ and the behavior of the residuals. With the fittings, it was possible to verify differences in the behavior of the CW-OSL signal of the samples irradiated in different situations. These differences observed are presented in the decay or initial signal parameters, or in their ratios. Fitted parameters show that OSL signals from Al$_2$O$_3$:C and BeO irradiated with alpha, beta and gamma exhibit significant differences in behavior. The differences verified by the fittings of the CW-OSL signals presented by beta and gamma irradiated dosimeters may in part have been caused by fading effect, which affects in a different way the shapes of the curves and fitted parameters. Gamma irradiation with dose and absorbed dose rate ranges from 22 to 122 mGy and from 0.024 to 1.66Gy/s respectively did not produce significant differences in OSL signals.

O objetivo desse projeto foi o de produzir sílica mesoporosa ordenada (SMO) do tipo SBA-15 com fósforos. A incorporação dos fósforos às paredes da sílica foi realizada através de um único processo de síntese. Os métodos experimentais utilizados para caracterização das amostras foram: RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry) para a análise química, SAXS (Small Angle X Ray Scattering), XRD (X Ray Diffraction) e NAI (Nitrogen Adsorption Isotherms) para a análise estrutural destes materiais, além da fotoluminescência. Para a caraterização morfológica complementar das amostras, foi utilizado o SEM (Scanning Electron Microscopy). A incorporação de Eu na matriz de sílica preserva a estrutura de poros ordenada. Os resultados de XRD mostraram a formação de óxidos de európio. A partir dos resultados obtidos observaram-se diferentes efeitos da presença e ausência de sobrenadante durante o período de secagem nas amostras preparadas, como por exemplo, alterações de morfologia. As amostras preparadas com sobrenadante apresentaram menor área superficial e volume de poros. Materiais que mantiveram o sobrenadante apresentaram maior conteúdo de Eu e maior intensidade de luminescência. / The aim of this project was to synthesize ordered mesoporous silica (OMS) with phosphorus. The incorporation of phosphorus to the silica walls was performed by means of a one pot synthesis process. The experimental methods used to characterize the samples were: RBS (Rutherford Backscattering Spectrometry) for chemical analysis, SAXS (Small Angle X Ray Scattering), XRD (X Ray Diffraction) and NAI (Nitrogen Adsorption Isotherms) for structural analysis, besides fluorescence. SEM (Scanning Electron Microscopy) was used for complementary morphological characterization of the samples. The Eu incorporation in the silica matrix preserves the ordered mesoporous structure. The XRD results showed the presence of europium oxides. The presence and absence of the liquid solution during the drying process caused the formation of samples with different properties, as, for example, modification in morphology. Samples prepared in the presence of the liquid solutions showed smaller surface area and pore volume. Materials prepared with the liquid solution during the drying process presented larger Eu content and higher photoluminescence intensity.

Evidências apontam para o envolvimento da peroxidação lipídica em diversas patologias. Os hidroperóxidos de lipídios (LOOH) são os produtos primários da peroxidação lipídica e sua decomposição resulta em produtos de maior reatividade e toxicidade, como os radicais peroxila. Esses radicais desempenham papel importante na propagação da peroxidação lipídica e também podem gerar oxigênio molecular singlete (1O2) por meio da combinação de dois radicais peroxila. Neste trabalho investigamos a possibilidade dos LOOH, em particular dos hidroperóxidos de ácido linoléico (LAOOH), de servirem como fonte 1O2 na presença de oxidantes de relevância biológica como metais, peroxinitrito ou ácido hipocloroso. A formação de 1O2 foi claramente demonstrada na reação de LAOOH com esses oxidantes pelas detecções (i) da emissão bimolecular na região espectral do vermelho (λ>570 nm), (ii) da emissão monomolecular no infravermelho-próximo (λ=1270 nm), (iii) do espectro de emissão no infravermelho, e (iv) da intensificação e supressão da luminescência na presença de D2O e azida, respectivamente. Além disso, os mecanismos de reação foram estudados utilizando LAOOH marcados com oxigênio-18 (LA18O18OH) e captadores químicos específicos para 1O2 aliada à tecnica de detecção por HPLC acoplada à espectrometria de massa. Os resultados mostraram a formação de 1O2 marcado [18(1O2) ] na reação de LA18O18OH com os três oxidantes, revelando que os átomos de oxigênio do 1O2 são derivados do hidroperóxido. Em conjunto, as evidências obtidas levam à conclusão de que os LOOH podem servir como fontes potenciais de 1O2 em sistemas biológicos em situações onde haja a coexistência de LOOH e metais, peroxinitrito ou ácido hipocloroso. / Evidences point to the involvement of lipid peroxidation in several diseases. Lipid hydroperoxides (LOOH) are the primary products of lipid peroxidation and their decomposition generates more reactive and toxic compounds, such as peroxyl radicals. These radicals play an important role in the propagation of lipid peroxidation and may also generate singlet molecular oxygen (1O2) by the combination of two peroxyl radicals. In this study we have investigated the possibility of LOOH, in particular linoleic acid hydroperoxide (LAOOH), to be a source of 1O2 in the presence of biologically relevant oxidants such as, metal ions, peroxynitrite or hypochlorous acid. The formation of 1O2 was clearly demonstrated in the reaction of LAOOH with all the three tested oxidants by detecting: (i) the dimol light emission in the red spectral region (λ>570 nm), (ii) the monomol light emission in the near-infrared region (λ=1270 nm), (iii) the infrared light emission spectrum, and (iv) the enhancing effect of deuterium oxide and the quenching effect of azide on light emission. Furthermore, the mechanism was studied using LAOOH labeled with 18-oxygen isotope (LA18O18OH) and specific 1O2 chemical traps in combination with HPLC coupled to mass spectrometry detection. The results have showed the formation of 18-oxygen labeled 1O2 [18(1O2) ] in the reaction of LA18O18OH with the three oxidants, indicating that oxygen atoms in 1O2 are derived from the hydroperoxide. Altogether, the obtained evidences lead to the conclusion that LOOH may serve as a potential source of 1O2 in biological systems, in situations where LOOH can interact with metals, peroxynitrite or hypochlorous acid.

Lanthanide-containing systems have many applications, which extend from the biomedical field to optical images areas. Because of that, such systems have attracted the attention of several research groups around the world. It is indisputable that theoretical tools can provide useful information for the understanding of the phenomena that are not easily explained by using only experimental data. Moreover, the theoretical tools are useful for design new systems. Although several tools for the study of lanthanide complexes have been developed since the early 90 s, their use is still limited on account of these tools not being implemented into a userfriendly, free of charge computational package for the scientific community. In this context, the development of LUMPAC (LUMinescence PACkage) is inserted. With this new tool, we hope to enable experimental research groups to use theoretical tools on projects involving systems that contain lanthanide ions. In this dissertation, the methods implemented into LUMPAC are described in detail, given the user a good understanding of them. A short description on LUMPAC is introduced to provide an overview of the features that are implemented in the package. Furthermore, a detailed manual treating all the modulus of LUMPAC is available as an appendix. The LUMPAC project started in 2008. During its development, the program was applied in many different kinds of study involving lanthanide systems, as will be shown in a chapter of this dissertation. The network of collaboration among the Pople Laboratory with some research groups of prestigious universities allowed all these applications. This way, it is then possible to have an idea about some kinds of study in which the program can be applied. So far, LUMPAC is the only software that enables the study of luminescent properties of lanthanide-containing systems, being available free of charge at the following site: http://www.lumpac.pro.br. / Os sistemas contendo íons lantanídeos apresentam diversas aplicações, as quais se estendem desde a área biomédica até a de imagem ótica. Em decorrência disso, a busca por tais sistemas tem atraído a atenção dos mais diversos grupos de pesquisa em todo o mundo. É incontestável que as ferramentas teóricas podem fornecer informações úteis para o entendimento de fenômenos que não são explicados simplesmente com base em dados experimentais. Além disso, as ferramentas teóricas são úteis para o planejamento de novos sistemas. Apesar de diversas ferramentas para o estudo de compostos lantanídicos terem sido desenvolvidas desde o início da década de 90, o seu uso ainda é limitado devido ao fato dessas ferramentas não estarem implementadas em um pacote computacional de fácil uso e disponível gratuitamente para a comunidade científica. É nesse contexto em que o desenvolvimento do LUMPAC (LUMinescence PACkage) está inserido. Com o LUMPAC espera-se difundir o uso de tais métodos teóricos por grupos de pesquisa, sobretudo os experimentais, que concentram seus esforços em entender e projetar novos dispositivos luminescentes a base de lantanídeos. Nesta dissertação, as metodologias que estão implementadas no LUMPAC encontram-se apresentadas de maneira pormenorizada, conferindo ao usuário do software uma maior transparência com relação aos métodos. Uma descrição geral do LUMPAC é apresentada com a finalidade de fornecer uma ideia geral dos recursos que já estão implementados no pacote. Além do mais, um manual bastante detalhado tratando todos os módulos que compreendem o programa é disponibilizado como anexo. O projeto de desenvolvimento do LUMPAC teve início em 2008. Durante o processo de desenvolvimento do pacote, o programa encontrou uma vasta área de aplicação decorrente da rede de colaboração entre o laboratório Pople com alguns grupos de pesquisa de universidades renomadas do país. Através da apresentação dessas aplicações é possível ter uma ideia acerca dos diversos tipos de estudos em que o programa pode ser aplicado. Até o momento, o LUMPAC é o único software desenvolvido que permite o estudo de propriedades luminescentes de sistemas contendo íons lantanídeos, sendo disponibilizado gratuitamente no seguinte endereço eletrônico: http://www.lumpac.pro.br.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Eu3+:SiO2 PMMA hybrid nanocomposites were prepared by sol-gel process aiming to study its structure and luminescent properties. Thermal treatment and dopant concentration experimental variables were sequentially altered in order to evaluate their influences on the properties of the final material. At the start, the precursors (MPTS and MMA) were studied and the process of hybrid nanocomposites formation was analyzed by FTIR and TG techniques. As regards to thermal treatments, it was noticed that its execution at 100 and 200 °C for 3 hs don´t change significantly the basic structure of samples, behavior attested by the profile of FTIR spectra and by small variations of TG/DTG curves. There was, however, changes in silicon structures of samples (noticed at 29Si NMR spectra), besides great alterations in the sites occupied by Eu3+ ions, perceptible by photoluminescence spectroscopy. Luminescent behavior indicates a change in the symmetry of lanthanide sites caused by the temperatures imposed in thermal treatments. From the values calculated for a set of spectroscopic parameters, the symmetry change was attributed to the removal of water molecules coordinated to Eu3+ ions, which could coordinate to hybrid matrix groups and so interact stronger with it. The study of Eu3+ concentration influences showed that the higher this variable the broader some bands of FTIR spectra. TG analysis indicate an increase of sample´s residue percentage, assigned to Eu2O3 formation at high temperatures. In these samples, it was noticeable luminescence quenching caused by the increase of Eu3+ concentration, which wasn´t expected owing to the presence of silica network. It was supposed that clusters were formed when Eu3+ amount increases, decreasing Eu-host interaction and quenching the luminescence by energy transfer between Eu3+ ions. / Nanocompósitos híbridos Eu3+:SiO2 PMMA foram preparados pelo processo sol-gel com o objetivo de estudar suas estrutura e propriedades luminescentes. As variáveis experimentais tratamentos térmicos e concentração de dopante foram sequencialmente alteradas visando avaliar as influências exercidas por cada uma sobre as propriedades do material final. Inicialmente estudou-se os precursores (MPTS e MMA) e o processo de formação dos nanocompósitos híbridos foi avaliada por meio das técnicas de FTIR e TG. Quanto aos tratamentos térmicos, observou-se que a realização destes a 100 e 200 °C por 3 horas não alterou significativamente a estrutura básica das amostras, comportamento atestado pelo perfil dos espectros de FTIR e pelas pequenas variações das curvas TG/DTG. Houve, contudo, mudanças nas estruturas de silício presentes nos materiais (notadas nos espectros de RMN 29Si) além de grande alteração dos sítios ocupados pelos íons Eu3+, perceptível por espectroscopia de fotoluminescência. Pelo comportamento de emissão, inferiu-se a ocorrência de mudança da simetria dos sítios ocupados pelos íons lantanídeos causada pelas temperaturas empregadas nos tratamentos. A partir dos valores calculados para um conjunto de parâmetros espectroscópicos, atribuiu-se a mudança de simetria à remoção de moléculas de água coordenadas aos íons Eu3+, que passaram a se coordenar a grupos presentes na matriz híbrida e interagir mais fortemente com esta. O estudo da influência da concentração de íons Eu3+ mostrou que com o aumento deste valor há alargamento de algumas bandas nos espectros de FTIR. As análises por TG demonstraram aumento do percentual de resíduo das amostras, atribuído à formação de Eu2O3 a altas temperaturas. Nestas amostras, pôde-se observar efeitos de supressão de luminescência causados pelo aumento da concentração de íons Eu3+, o que não era esperado tendo em vista a presença da rede de sílica nas amostras. Supôs-se que com o aumento da concentração de íons Eu3+ houve a formação de clusters , os quais provocam a diminuição da interação Eu matriz e provocam efeitos de supressão de luminescência por meio da transferência de energia entre íons Eu3+.