Eletrólitos poliméricos formados à partir de PIE e um sal de metal alcalino (LiBF4, LiClO4, LiCF3SO3) tem despertado grande interesse devido ao enorme potencial de aplicação em dispositivos eletroquímicos. Nestes sistemas sólidos, a macromolécula atua como solvente para o sal que fica parcialmente dissociado na matriz polimérica originando a condutividade iônica. Na tentativa de se obter complexos cada vez mais condutivos, novos sistemas tem sido propostos. Dentre eles destacam-se a formação das blendas poliméricas. Neste trabalho foram feitas investigações por Ressonância Magnética Nuclear (RMN) para se estudar a dinâmica (iônica e molecular) das blendas [POEx:PEG1-x]8LiBF4 (x=0.75, 0.50 e 0.25). Para isso realizaram-se medidas de largura de linha e taxa de relaxação dos núcleos de 1H e 19F entre - 80°C à + 80°C na freqüência de 36 MHz. Também foram feitas medidas de análise térmica (DSC) e condutividade (?). Em algumas das composições de blendas, os dados extraídos das medidas da taxa de relaxação do 1H, revelaram dinâmicas das cadeias poliméricas do POE e PEG ocorrendo separadamente. Foi observado através da análise das medidas de ressonância do 19F, que os movimentos parecem ocorrer de forma independente aos movimentos segmentários das cadeias. / Polymeric electrolytes made from POE and a alkaline metal salt (LiBF4, LiClO4, LiCF3SO3) have shown great potential in the application of electrochemical devices. In this solid systems, a macromolecule act as solvent for a salt to become partially dissociated in the polymeric matrix originating an ionic conductivity. In the attempt to obtain complexes even more conductive, new systems are proposed. Among these complexes one has distinction, polymeric blends. Investigations have been made by use of Ressonance Magnetic Nuclear (NMR), to study the ionic and molecular dynamics of this blends [POEx:PEG1-x]8LiBF4 (x=0.75, 0.50 e 0.25). For this, measurements of line width and relaxation rates of 1H and 19F in the range of -80°C to + 80°C with frequency of 36 MHz, have been done and also measurements of thermal analyse (DSC) and conductivity (?). For some blend compositions, the relaxation rate of the 1H revel that polymeric chain dynamics of POE and PEG occurs separately. It was seen by the analyse of NMR 19F measurements that the movements of the groups (BF4)- , dissociated by the polymeric matrix, seem to occur independently of the segmentary movements of the chains.

Este trabalho descreve o desenvolvimento da interface com o usuário para um tomógrafo por ressonância magnética, a ser instalado na Santa Casa de São Carlos. O objetivo desta interface é permitir, ao usuário clínico, uma fácil e rápida operaçãodo sistema. Os principais resultados obtidos foram a especificação dos requisitos, do sistema a ser desenvolvido, e uma implementação parcial da interface com o usuário. Durante este projeto, também foram desenvolvidos dois outros programas:PosProc, que automatiza o pós-processamento de imagens, no sistema já instalado no IFSC, e TORM Image, um programa para visualização de imagens no formato IMR, também desenvolvido no grupo. Além disso, foi implementado um site na internet, paradivulgar aspectos relativos ao grupo de MRI do IFSC/USP - São Carlos e à própria técnica. Foi implementada uma versão inicial de uma ferramenta para avaliação clínica utilizando a Internet, projeto este que ainda está em andamento / This work describes the development of a user interface to a magnetic resonance scanner, to be installed at Sanmta Casa in São Carlos. The objective of this interface is to allow, to the clinical user, an easy and fast operation of the system. The major results obtained were the requirement specification, of the system to be developed, and a partial implementation of the user interface. During this project two other programs were also developed: PosProc, that automates the post-processing of images, in the system already installed in IFSC, and Torm Image, a vizualization program for IMR images, a local standard. Furthermore, an internet site was implemented to get across aspects related to the MRI group of IFSC/USP - São Carlos and the technique itself. It was implemented a primer version of an Internet clinical valuation web tool. This project is still going on

Este trabalho é uma proposta e uma implementação de um sistema de banco de dados para ser utilizado no armazenamento e gerenciamento dos dados resultantes da operação de tomógrafos de ressonância magnética nuclear. O objetivo é obter tecnologia na área de sistemas de arquivamento e comunicação de imagens médicas. O trabalho insere-se em um esforço maior do grupo de ressonância do IFSC/USP-São Carlos na pesquisa e desenvolvimento de tecnologias na área de imagens por ressônancia magnética. A motivação para a utilização de sistemas digitais de bancos de dados para o armazenamento e gerenciamento de imagens médicas é o crescente aumento do volume gerado deste tipo de imagem nas instalações médicas. Quando comparado com o sistema de armazenamento tradicional, baseado em filmes, os sistemas digitais prometem ser mais seguros, eficientes e eficazes, além de proporcionar novas possibilidades na área de diagnóstico médico. Os principais resultados do trabalho são um modelo de dados conceitual elaborado com o modelo Entidade-relacionamento Estendido; um modelo de implementação relacional; e um sistema de banco de dados desenvolvido para uma plataforma computacional baseada em microcomputador e sistema operacional da família Windows. A metodologia utilizada no desenvolvimento do trabalho é baseada em conceitos básicos da disciplina de engenharia de programação. O sistema de banco de dados foi desenvolvido utilizando um sistema de gerenciamento de banco de dados comercial, o Microsoft Acess Versão 2.0. O trabalho também apresenta o padrão industrial DICOM 3,0 e destaca as partes que são específicas para a modalidade de imagens médicas por ressonância magnética e que foram implementadas neste trabalho. / This work is a proposal and an implementation of a database system for archiving and management of data related to the operation of magnetic resonance imaging systems. The objective is to acquire technology in the area of medical image archiving and communication systems. This work is part of a broader effort of the IFSC/USP-São Carlos magnetic resonance group in the research and development of technologies in the area of magnetic resonance imaging. The reason for using digital database systems to archive and manage medical images is the growing volume of this kind of images in medical institutions. When compared to the traditional film based archiving systems, digital systems claim to be more secure, efficient and effective, besides giving place to new possibilities in medical diagnoses. The main results of this work are: a conceptual data model built with the Enhanced Entity-relationship model; a relational implementation model; and a database system to run in a PC-Windows computational platform and operational system. The methodology used throughout the development of this work is based on some basic concepts of the software engineering discipline. The database system was developed using a commercial database management system, the Microsoft® Access® Version 2.0. This work also presents the industrial standard DICOM 3.0 and highlights those parts that are specific for the magnetic resonance imaging modality and were implemented in this work.

A Ressonância Magnética (RM) é uma técnica extremamente promissora para diversas áreas do conhecimento, desde seu uso conhecido em medicina até aplicações na indústria a fim de melhorar a eficiência de diversos processos. Este projeto trata do desenvolvimento de uma das partes do Espectrômetro Digital de RM desenvolvido pelo Centro de Imagens e Espectroscopia in vivo por Ressonância Magnética (CIERMag), o controlador de bobinas de shimming. O ajuste de shimming oferece melhorias significativas no resultado de experimentos e é parte integral de qualquer sistema de RM tanto por imagens como por espectroscopia. Foi idealizado um equipamento para estabelecer as correntes adequadas em bobinas de shimming que pode ser acessado tanto local como remotamente, permitindo a integração com outros subsistemas do Espectrômetro Digital. O equipamento consiste de hardware específico para estabelecer e analisar as correntes estabelecidas em bobinas de shimming e também de software adequado. Este projeto estabelece as diretrizes de funcionamento do controlador de bobinas de shimming e como ele interage com outros equipamentos. / Magnetic Resonance is an extremely promising technique to many areas of knowledge, from its use in medicine to industrial applications where it can improve the efficiency of different processes. This project describes the development of one element of the Digital Spectrometer being developed by CIERMag: the shimming coil controller. Shimming adjustments in magnetic resonance improves experiments results significantly and is an integral part of any magnetic resonance system, from imaging to spectroscopy. A system as developed to establish the proper currents in shimming coils that can be accessed both locally and remotely, easing the integration with other subsystems of the Digital Spectrometer. The controller consists of both custom built hardware and software to establish and analyze the currents in shimming coils. This project also establishes the controller requirements and how it interacts with other systems.

Baseado em uma seqüência já conhecida de Multislice Spin Echo convencional, implementamos uma seqüência do tipo Modified Driven Equilibrium Fourier Transform (MDEFT) adiabática multislice em um sistema de 2T e um de microimagens (9.4T). Essa metodologia utiliza, como pulso de inversão, um pulso de RF com modulação em amplitude e freqüência, conhecido por pulso adiabático. Dessa forma, os tempos de inversão são iguais para todos os planos selecionados, resultando num contraste por T1 uniformemente distribuído ao longo dos mesmos. O uso de um único e longo pulso adiabático de inversão tem, ainda, a vantagem de utilizar uma potência de pico menor para operar da mesma forma que um grupo de m pulsos convencionais. Utilizamos pulsos cujas modulações correspondentes de fase e freqüência foram calculadas com base nas condições de “Offset Independent Adiabaticity” (OIA) e a real eficiência dos mesmos foi avaliada através de simulações e experimentalmente. Para realização dos testes da metodologia desenvolvemos e caracterizamos dois “phantoms”, cujas imagens demonstram a aplicabilidade da metodologia nos dois sistemas utilizados. / Based on the conventional Multislice Spin Echo pulse sequence, we implemented an adiabatic multislice Modified Driven Equilibrium Fourier Transform (MDEFT) pulse sequence on a 2T and a 9.4T microimaging system. This methodology uses, as inversion pulse, an amplitude and frequency modulated RF pulse, known as adiabatic pulse. In that way, the inversion times are the same for all slices, resulting in an evenly distributed T1 contrast. A single and long adiabatic inversion pulse has in addition the advantage of using a reduced peak power to perform in the same way as the group of m conventional pulses. We used pulses whose corresponding phase and frequency modulations were based on Offset Independent Adiabaticity and their real efficiency were evaluated both through simulations and experimentally. To test the methodology, we developed and characterized two phantoms, whose images demonstrate the applicability of the methodology in the two mentioned systems.

A Neuronavegação é uma técnica de visualização computacional da localização de instrumentos em relação às estruturas neuronais. A estimulação magnética transcraniana (EMT) é uma ferramenta para estimulação cerebral não-invasiva, que tem sido utilizada em aplicações clínicas, para o tratamento de algumas patologias, e também em pesquisas. Entretanto, a EMT é uma técnica altamente dependente de parâmetros como o posicionamento e orientação da bobina de estimulação em relação às estruturas neuronais. Para auxiliar no posicionamento da bobina, uma combinação entre neuronavegação e EMT é utilizada, chamada de EMTnavegada (EMTn). Essa técnica permite o monitoramento em tempo real da bobina de EMT em relação às neuroimagens. Porém, a utilização da EMTn ainda é pouco explorada, tanto na pesquisa quanto no ambiente clínico, devido ao alto custo, exigência da imagem de ressonância magnética, complexidade e baixa portabilidade dos sistemas de EMTn comerciais. O neuronavegador de código aberto e livre, InVesalius Navigator, vem sendo desenvolvido para ajudar a suprir essa necessidade. Assim, o objetivo desta dissertação foi desenvolver ferramentas para o sistema de neuronavegação InVesalius Navigator. As funcionalidades adicionadas foram: i) suporte para três tipos de rastreadores espaciais; ii) sincronização da EMT com o neuronavegador; iii) guia para o reposicionamento da bobina. Além disso, com intuito de contornar a necessidade de utilizar a imagem de ressonância magnética foram realizados estudos para a substituição por uma imagem padrão. Na parte de desenvolvimento, experimentos de caracterização foram realizados para validação das ferramentas. O sistema de neuronavegação apresentou-se intuitivo e de fácil portabilidade. Além disso, a precisão obtida foi semelhante à de sistemas comerciais. Os erros de localização foram inferiores a 3 mm, considerados aceitáveis para aplicações clínicas. Na segunda parte, procedimentos que não exigem extrema precisão, como a localização e digitalização do hotspot, a variabilidade foi considerada aceitável. Portanto, a utilização da imagem média mostrou-se uma possível alternativa para as imagens de ressonância magnética. / Neuronavigation is a computer image-guided technique to locate surgical instruments related to brain structures. The transcranial magnetic stimulation (TMS) is a non-invasive brain stimulation method, it has been used for clinical purposes, treating neurological disorders, and also for research purpose, studying cortical brain function. However, the use of TMS is highly dependent on coil position and orientation related to brain structures. The navigated TMS (nTMS) is a combined technique of neuronavigation system and TMS, this technique allows tracking TMS coil by image guidance. Yet, nTMS is not widely used, either in research and in the clinical environment, due to the high cost, magnetic resonance imaging requirement, complexity, and low portability of commercial TMS systems. Thus, the aim of this dissertation was to develop tools for the neuronavigator system InVesalius Navigator, such as: i) support for three types of spatial trackers; ii) synchronization of the TMS with the neuronavigator; iii) guide for coil repositioning. In addition, in order to overcome the magnetic resonance imaging requirement, studies were made to replace it with a standard brain image. In the development part, characterization experiments were done to validate the new functionalities. Therefore, the accuracy obtained was similar to commercial systems. Localization errors were less than 3 mm considered acceptable for clinical applications. In the second part, for procedures that do not require extreme accuracy, such as the location and scanning of the hotspot, the variability was considered acceptable. Therefore, the use of the standard brain image was a possible alternative for magnetic resonance imaging.

Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma técnica de calculo que permita diagonalizar Hamiltonianos de mais de uma impureza e adaptá-la ao calculo de suas propriedades termodinamicas. Esta técnica é uma extensão do método de grupo de renormalização, originalmente desenvolvido por Wilson para calcular propriedades termodinâmicas do modelo Kondo de uma impureza. O procedimento baseia-se na discretização logarítmica da banda de condução do metal hospedeiro, definida por um parâmetro de discretização &#923, que permite que se projete o Hamiltoniano em uma base quântica finita, na qual o mesmo possa ser diagonalizado numericamente. O tempo do custo computacional do calculo diminui exponencialmente à medida que &#923 cresce, tornando melhor trabalharmos com valores grandes de &#923. O grande problema em usarmos &#923 grande e que aparecem oscilações nas curvas das propriedades termodinâmicas. Neste trabalho apresentamos o método generalizado que elimina essas oscilações. Inicialmente, testamos o método no modelo de Anderson sem correlação de uma impureza para o cálculo da suscetibilidade magnética do sistema, com resultado satisfatório. Na seqüência, para verificar a potencialidade do método, diagonalizamos o Hamiltoniano de Falicov, Kimball e Ramirez (sem spin) do modelo de duas impurezas e calculamos a suscetibilidade de carga da impureza. A motivação para esse cálculo e a equivalência existente entre o Hamiltoniano de Vigman e Finkelshtein e o Hamiltoniano Kondo, para o modelo de uma impureza. No caso de duas impurezas o nosso calculo demonstra que a interação RKKY destrói essa equivalência, ainda que qualitativamente as curvas da suscetibilidade de carga neste modelo reproduzam as de suscetibilidade magnética do modelo Kondo. / This thesis develops an extension of the numerical renormalization - group method. The extended procedure is capable of computing the temperature dependence of the magnetic susceptibility for two-impurity models of dilute magnetic alloys. The renormalization-group approach was devised by Wilson to calculate the thermodynamical properties for the one-impurity Kondo model. The numerical procedure is based on a logarithmic discretization of the conduction band of the metallic host, which is defined by a dimensionless parameter &#923 &#62 1, equal to the ratio of two sucessive discrete energies. Once the conduction Hamiltonian is discretized, the model Hamiltonian reduces to a discrete series that can be diagonalized numerically. The computational cost of the diagonalization diminishes exponentially with 1/ ln &#923, which makes it attractive to work with large &#923. unfortunately, the thermodynamical averages computed with Wilson\'s original version of the numerical renormalization group method and large &#923, computed as function of the temperature, display artificial oscilations with period ln &#923 and amplitude proportional to e-&#9602/ln&#923. By contrast, the generalized procedure in this work produces thermal dependences that converge so rapidly to the continuum (&#923 + 1) limit that curves computed with &#923=10 are virtually identical with those calculated with &#923=3 in the original procedure. As an illustration, we have diagonalized a two-impurity version of the (spinless) Falicov-Kimball-Ramirez Hamiltonian and calculated its charge susceptibility. This application was motivated by the well-established equivalence between the single-impurity (spinless) Vigman-Finkelshtein and Kondo models. In the case of two impurities, our work shows tha the RKKY interaction destroys the equivalence between the two models. Nonetheless, the charge susceptibility curves for the two-impurity Falicov-Kimball-Ramirez model show the qualitative features of the magnetic susceptibility for the two-impurity Kondo model.

Este trabalho foi desenvolvido com o propósito de se obter imagens tomográficas por Ressonância Magnética Nuclear (RMN). Ele foi elaborado em duas partes distintas. Uma delas foi a análise das técnicas de seleção de planos por excitação seletiva, já propostas por outros autores. Para isto desenvolvemos um conjunto de programas computacionais que simulam o comportamento do sistema de spins a partir das soluções da equação de Bloch. A outra foi a adaptação de um espectrômetro de RMN já existente no Laboratório do IFQSC para obtenção de imagens tomográficas. Os resultados mostraram que no protótipo desenvolvido pode-se obter imagens com planos tomográficos de espessura inferior a 1 cm. / This work was developed with the purpose of obtaining Tomoqraphic Images by Nuclear Magnetic Resonance (NMR). It was elaborated in two distinct ways. One of them was the analysis of slice selection by selective excitation, already proposed by other authors. To do this, we developed a package of computer programs that simulates the behavior of a spin system from the Bloch Equation solution. The other was the adaptation of a NMR spectrometer already existing in our laboratory to obtain tomographic imaqes. The results show that our prototype can produce imaqes tomographics slices with width less than 1 cm.

No presente trabalho foram investigadas as propriedades estruturais, magnéticas e magnetorresistivas de multicamadas magnéticas ultrafinas de Co/Pt acopladas ao IrMn, depositadas por desbastamento iônico tipo magnetron. As técnicas de caracterização utilizadas foram Difratometria e Reflectometria de Raios X, Microscopia de força. Atômica, Magnetometria por Gradiente de Força Alternada e Magnetorresist8ncia. O comportamento da magnetização foi simulado usando o modelo de rotação coerente. A análise dos resultados obtidos por magnetometria e magnetorresistencia mostraram que a anisotropia magnética das amostras de Co/Pt acopladas ao IrMn é córnea. O ângulo do cone foi determinado a partir da simulação dos resultados das curvas de magnetização com campo magnético aplicado no piano do filme, usando-se o modelo de rotação coerente. Para as válvulas de spin, foi observado que a camada semente tem forte influencia sobre as propriedades magnéticas e sobre a magnetorresistência gigante. / In the present work, the structural, magnetic and magnetoresistive properties of ultrathin magnetic Co/Pt multilayers, exchange-coupled to IrMn, deposited by magnetron sputtering, have been investigated. The characterization techniques used were X-ray diffraction and reflectometry, atomic force microscopy, Alternating Gradient-Force Magnetometry and Magnetoresistance. The magnetic behavior was simulated using a coherent rotation model. The magnetometry and magnetoresistance results showed that the magnetic anisotropy of the Co/Pt coupled to IrMn samples is a cone anisotropy. The cone angle was determined from the simulations of the magnetization curves with applied magnetic field at the films' plane, using a coherent rotation model. For the spin valves, it has been observed that the seed layer has a strong influence on the magnetic and giant magnetoresistance properties.

As Manganitas, como são conhecidos os óxidos de Manganês, tornaram-se objeto de incontáveis artigos na literatura científica devido ao seu potencial uso em ciência e tecnologia. Estes materiais apresentam, entre outros, o fenômeno da magneto-resistência colossal e um variado diagrama de fases em baixas temperaturas. Neste trabalho descrevemos este tipo de compostos magnéticos, mostrando as características físicas que os distinguem, os diagramas de fases que identificam as diferentes famílias e algumas propriedades termodinâmicas. O ponto central neste trabalho é demonstrar a importância da anisotropia dos hoppings, assim como a importância da degenerescência orbital dos níveis eletrônicos eg nas propriedades de baixas temperaturas nestes compostos, na fase ferromagnética. A partir do estudo do modelo de dois orbitais, em temperatura zero, e utilizando expressões exatas para os hoppings entre os átomos de Manganês e Oxigênio, mostramos a nível de campo médio que, para o caso do La1−xSrxMnO3 e com uma interação de Hund finita entre spins localizados e itinerantes, o sistema não é totalmente semi-metálico, como acreditava-se anteriormente na literatura, apresentando uma proporção finita de elétrons itinerantes alinhados anti-paralelamente aos spins localizados, o que concorda com experiências recentes. Em temperatura finita, calculamos algumas propriedades termodinâmicas do hamiltoniano de dois orbitais, incluindo os termos da interação coulombiana, utilizando o método de diagonalização exata em pequenos clusters. Mostramos que o calor específico e a magnetização variam fortemente com a mudança do hopping e também com a abertura dos níveis eg. Algumas aplicações destes resultados são discutidas e mostramos como eles podem ser relevantes para a identificação da relação entre transições magnéticas e estruturais em Manganitas dopadas. / The manganites, as they are known the manganese oxides, had become subject of countless articles in the scientific literature due to its potential use in science and technology. These materials present, among others, the phenomenon of colossal magneto-resistance and a rich phase diagram at low temperatures. In this work we describe this type of magnetic compounds, showing the physical characteristics that distinguish them, the phase diagrams that identify the different families and some thermodynamic properties. The central point in this work is to demonstrate the importance of the anisotropy of hoppings, as well as the importance of the orbital degeneracy of the electronic eg levels at the low temperature properties of these compounds, in the ferromagnetic phase. From the study of the two orbitals model, at zero temperature, and using accurate expressions for the hoppings among manganese and oxygen atoms, we show at the mean-field level that, for the case of La1−xSrxMnO3 and with a finite Hund interaction between local and itinerant spins, the system is not totally half-metallic, as it was obtained previously in the literature, presenting a finite ratio of anti-alligned itinerant electrons to the local spins, according with recent experiments. In finite temperature, we calculate some thermodynamic properties of the two orbitals hamiltonian, including the coulomb interaction terms, using the method of exact diagonalization in small clusters. We show that the specific heat and the magnetization vary strongly with the change in hopping and also with the opening of the eg levels. Some applications of these results are discussed and we show how they can be relevant for the identification of the relationship between magnetic and structural transitions in doped manganites.