Made available in DSpace on 2016-08-18T18:19:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Edson Nunes Costa Paura.pdf: 4371864 bytes, checksum: eb38ecee742cbbf15a438597d2ab23de (MD5) Previous issue date: 2010-03-10 / In this work the structural and energetic properties of C60@(17,0) carbon peapods bundle were studied under hydrostatic pressure. To study such properties we use ab initio quantum calculations based on the density functional theory in the approach of the generalized gradient approximation. All simulations were performed using the SIESTA code. The results indicate that the bundles in the study present two phase transitions, the first transitions occurring in range 2.0 GPa - 3.0 GPa and the second occurring around 15.0 GPa, in good agreement with the literature. The analysis of electronics properties through energy bands indicates that the ( it Peapods) from P < 3.0 GPa are semiconductor with visible reduction in the energy gap, while above 3.0 GPa the systems become metallic. Also the energy levels of the band are changed according to the hydrostatic pressure is being applied, such as breaking the degeneracy of the levels of valence bands and conduction bands. To each interval of pressure applied we also calculated the relative volume percentual and cohesive energy as a function of pressure. / Neste trabalho foram estudadas as propriedades estruturais, energéticas e eletrônicas de bundles de peapods de carbono C60@(17,0) submetidos à variação de pressão hidrostática. Para estudar tais propriedades, utilizamos cálculos quânticos de primeiros princípios baseados na teoria do funcional da densidade com a aproximação do gradiente generalizado. Todas as simulações foram realizadas com a utilização do código SIESTA. Os resultados encontrados indicam que os bundles em estudo sofrem duas transiçõesde fase, a primeira ocorrendo no intervalo de pressão 2,0 - 3,0 GPa e a segunda ocorrendo entre 15 - 20.0 GPa, em perfeito acordo com a literatura.A análise das propriedades eletrônicas via estrutura de bandas de energia, indica que os peapods para P < 3,0 GPa são semicondutor com visível diminuição do gap de energia, enquanto que acima de 3,0 GPa os sistemas passam a ser metálico. Também os níveis de energia da banda são alterados conforme a pressão hidrostática está sendo aplicada, como por exemplo, a quebra na degenerecencia dos níveis das bandas de valência e condução. Para cada intervalo de pressão aplicada calculamos o percentual do volume relativo e a energia coesiva do sistema.

Made available in DSpace on 2016-08-18T18:19:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Samir Silva.pdf: 2648726 bytes, checksum: c089ee5506a5e19afed5dafba9cbc09f (MD5) Previous issue date: 2007-08-21 / In this work were studied the electronic, vibrations and structural properties of boron nitride nanotube bundles (16,0), (12,0) and (8,0), when submitted to the hydrostatic pressure changes. To study such properties, we used the ab initio method employing density functional theory in the approach of the generalized gradient approximation. All the simulations were performed using of the siesta code. The obtained results showed that the circular cross section of each one of the studied bundles undergoes a deformation (elliptic) when applied pressure reaches the value of P > 1,0 GPa for the bundle (16,0), P > 2,0 GPa for the bundle (12,0) and for values greater then 6,5 GPa for the bundle (8,0). For each pressure interval it was calculated the percent relative volume, cohesive energy, modes of vibrations and the band structures. The analysis of the electronic properties, through the band structures, indicates that the characteristics semiconducting of boron nitride nanotubes is preserved during the pressure increasing. / Neste trabalho foram estudadas as propriedades eletrõnicas, vibracionais e estruturais de bundles de nanotubos de nitreto de boro (16,0), (12,0) e (8,0) submetidos à variação de pressão hidrostástica. Para estudar tais propriedades, utilizamos o método ab initio com uso da teoria do funcional da densidade na aproximação do gradiente generalizado. Todas simulações foram realizadas com a utilização do código siesta. Com os resultados encontrados foi observado que a seção transversal circular de cada um dos bundles estudados sofre uma deformação (elíptica) quando a pressão aplicada atinge o valor de P > 1,0 GPa para o bundles (16,0), P > 2,0 GPa para o bundles (12,0) e P > 6,5 GPa para os bundles (8,0). Para cada intervalo de pressão aplicada calculamos o percentual do volume relativo, energia coesiva, modos vibracionais e a estrutura de bandas. A análise das propriedades eletrônicas, através da estrutura de bandas, indica que as características semicondutoras dos nanotubos de nitreto de boro são preservadas durante o aumento da pressão.

The aims of this work were to produce and investigate the properties of NaYP2O7 and NaY0.99Ln0.01P2O7 (Ln = Ce, Sm, Eu, Tb and Yb) polycrystalline samples. The synthesis was done via a modified sol-gel method using PVA as polymeric agent. In order to obtain single crystalline phase, it was necessary to use molar ratio Na:Y:P = 1.15:1:2, which is not the stoichiometric, with two calcination steps at 400 ºC / 4 h and 600 ºC / 4 h. Structural characterizations of the synthesized material were performed by X-ray Diffraction and Absorption (XRD and XAS). It was observed that the dopant ions were incorporated into the matrix without changing the structure. Under VUV excitation, the undoped sample presented a luminescent emission spectrum which was attributed to self-trapped exciton recombination. On the other hand, the photoluminescence (PL) of doped samples presented the emission lines characteristic of each dopant. From the photoluminescence excitation curves, 4f-5d transitions were identified for Ce3+, Sm3+ and Tb3+ doped samples and charge transfer processes were noticed for that of Eu3+, Sm3+ and Yb3+. The experimental data of PL was used to determine the positions of the energy levels of all lanthanides (with oxidation states of 3+ or 2+) relative to the valence and conduction bands of NaYP2O7. The model successfully provided the positions of electronic levels within the bandgap, with excellent agreement with the experimental spectra. Thermoluminescence (TL) glow curves were measured for co-doped samples NaYP2O7:Ce3+,Ln3+ (Ln = Dy, Ho and Sm) in order to investigate the nature of the trapping centres. The values determined for the activation energies were comparable with the position of dopant-induced electronic levels, whereas the frequency factor related to the TL peak of Ho-doped sample agreed with the phonon frequency for the lattice. The results indicate that the Ce3+ acts as recombination centre whereas the codopants create electron trap levels. / Os objetivos centrais deste trabalho foram a produção e a investigação das propriedades de amostras policristalinas de NaYP2O7 e NaY0.99Ln0.01P2O7 (Ln = Ce, Sm, Eu, Tb e Yb). A produção foi feita por uma rota sol-gel usando PVA como agente polimérico. Para se obter a fase cristalina única, foi necessário utilizar uma razão molar Na:Y:P = 1.15:1:2, que não é a estequiométrica, com duas calcinações, a 400 ºC / 4h e a 600 ºC / 4h. A caracterização estrutural do material produzido foi realizada por Difração e Absorção de raios X (DRX e XAS). Observou-se que os íons dopantes são incorporados à matriz, ocupando o sítio do Y, sem, no entanto, provocar alteração da estrutura cristalina. Sob excitação na região do VUV, amostra não-dopada apresentou um espectro de emissão luminescente que foi atribuído à recombinação de éxcitons auto-armadilhados. Por outro lado, a fotoluminescência (PL) das amostras dopadas apresentou as linhas de emissão características de cada dopante. Nos espectros de excitação da fotoluminescência nestas amostras, as transições 4f-5d foram identificadas para as amostras dopadas com Ce3+, Sm3+ e Tb3+, e processos de transferência de carga para Sm3+, Eu3+ e Yb3+. Os dados experimentais de PL foram usados para determinar as posições dos níveis de energia de todos lantanídeos (com estados de oxidação 3+ ou 2+) em relação à banda de valência e de condução do NaYP2O7. O modelo utilizado forneceu com êxito a posição dos níveis eletrônicos na região proibida, em excelente concordância com os espectros experimentais. Curvas de termoluminescência (TL) foram medidas para amostras co-dopadas NaYP2O7:Ce3+,Ln3+ (Ln = Dy, Ho e Sm) a fim de investigar a natureza dos centros de armadilhamento. Os valores de energia de ativação determinados foram compatíveis com as posições dos níveis eletrônicos determinados por PL e o fator de frequência relacionado ao pico TL da amostra dopada com Ho coincidiu com a frequência de fônons da rede. Os resultados revelaram ainda que o Ce3+ atua como centro de recombinação, enquanto os codopantes são responsáveis pela criação de níveis de armadilhas de elétrons.

[pt] Esta dissertação teve como objetivo estudar as propriedades estruturais, mecânicas dos filmes de silício carbono nitrogenado amorfo (a-SiC:N) e a viabilidade do seu uso como camada adesiva entre filmes finos de carbono amorfo hidrogenado e aço inoxidável 316L. Os filmes de a-SiC:N foram crescidos pela técnica de deposição química na fase vapor assistida por plasma (PECVD) utilizando como precursor hexametildissilazano (HMDSN) sobre chapas de aço inoxidável 316L e lâminas de silício cristalino 100. Para a deposição foram variados os parâmetros de tensão de autopolarização (de -150V até -450V) e a temperatura de deposição (25 Graus Celsius, 200 Graus Celsius e 300 Graus Celsius). Os filmes foram caracterizados por técnicas de perfilometria, onde pudemos obter a taxa de deposição, a tensão interna dos filmes, análises por espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-x (XPS) e espectroscopia de infravermelho onde identificamos a presença de ligações entre os átomos de silício, carbono e nitrogênio. Com a espectroscopia Raman observamos a presença das bandas D e G com características de filmes de carbono amorfo. As análises de nanoindentação determinaram que a dureza variou entre 8 e 12 GPa. A microscopia de força atômica evidenciou a presença de nanoestruturas sobre a superfície dos filmes. E por fim, obtivemos sucesso na deposição de filmes de carbono amorfo hidrogenado e carbono amorfo fluorado sobre chapas de aço inoxidável empregando filmes finos de a-SiC:N como camada adesiva. / [en] The objective of this dissertation has been to study the structural and mechanical properties of amorphous SiC:N thin films and the viability of their use as adhesive layer between amorphous C:N thin films and 316L stainless steel. The a-SiC:N films were grown via Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD), using Hexamethyldisilazane (HMDSN) as precursor on 316L stainless steel and crystalline silicon substrates 100. For the deposition, the parameters changed were the self-bias (from -150V to -450V) and the deposition temperature (25 Degree Celsius, 200 Degree Celsius and 300 Degree Celius). The characterization of the films was accomplished by using profilometry techniques, used to obtain the deposition rate and the internal stress of the films, x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and infrared spectroscopy used to identify the presence of bonding between the Silicon, Carbon and Nitrogen atoms. The Raman spectroscopy was employed to observe the presence of the D and G bands with characteristics of amorphous carbon films. The nanoindentation analysis determined that the hardness varied between 8 and 12GPa. Atomic force microscopy (AFM) evidenced the presence of nanostructures on the surface of the films. Finally, we were able to perform deposition of hydrogenated amorphous carbon and of fluorinated amorphous carbon thin films on stainless steel substrates using a-SiC:N thin films as adhesive layer.

Esse trabalho de tese descreve a síntese e a caracterização de materiais amorfos e cristalinos na forma de pó e de filmes finos pertencentes ao sistema Er2O3-Y2O3-Al2O3-B2O3. O principal objetivo do trabalho foi o de obter filmes finos amorfos contendo íons Er3+ próximo à composição YAI3(BO3)4 (YAB), visando sua aplicação como amplificador em dispositivos ópticos integrados. Na síntese das amostras foi empregado o método dos precursores poliméricos e o método sol-gel. Uma vez estabelecida às condições de síntese das resinas e de sóis estáveis, diferentes parâmetros foram otimizados visando à deposição de filmes relativamente espessos e amorfos. As propriedades térmicas, estruturais e ópticas de amostras cristalinas ou amorfas, na forma de pó e na forma de filmes finos, foram caracterizadas através das técnicas de análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, difração de raios X, espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura de alta resolução, microscopia de força atômica, espectroscopia \"m-line\", medidas de espectros de luminescência. Baseado na análise térmica e estrutural das amostras na forma de pó, foi possível realizar a síntese de amostras na forma de filmes finos de composição Y1-xErxAl3(BO3)4 que apresentaram características estruturais, microestruturais e ópticas adequadas à aplicação desejada. Através do estudo das propriedades térmicas e estruturais, foi observado que as amostras preparadas através do método dos precursores poliméricos e do método sol-gel apresentam respectivamente uma temperatura de transição vítrea (Tg) à 723 &#176C e à 746 &#176C e uma temperatura de cristalização (Tc) à 814 &#176C e à 830&#176C. O tratamento térmico à aproximadamente 1150 &#176C da amostra amorfa na forma de pó de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 contendo boro em excesso levou a obtenção de uma solução sólida cristalina de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4. No que se refere às propriedades dos filmes finos, as melhores condições de densificação, homogeneidade, eficiência de guiamento, emissão luminescente e tempo de vida foram observadas quando os filmes de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 foram tratados entre as temperaturas de Tg e Tc. Os filmes amorfos de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 se comportam como guias monomodos, apresentando alta emissão luminescente e um tempo de vida comparável a outros sistemas amorfos a base de boro. Esse comportamento mostra a viabilidade de aplicação desses filmes amorfos como amplificadores ópticos planares. / This work specifies the synthesis and the characterization of amorphous and crystalline powder and thin films materials belonging to the Er2O3-Y2O3-Al2O3-B2O3 system. The main objective of this work was to develop amorphous thin film samples near the YAI3(BO3)4 composition with yttrium partially substituted by erbium Y1-xErxAl3(BO3)4 with the aim of applying these thin films as waveguide amplifiers in integrated optical systems. The polymeric precursor and the sol-gel methods were applied in order to produce such thin films. After the first step where the conditions to obtain very stable resins and sols was established, different parameters were adjusted aiming the deposition of thick and stable thin films. To well define the best conditions to obtain amorphous and dense thin films, the powder samples of the same compositions were first characterized by thermal analysis techniques, X-ray diffraction, IR and Raman spectroscopies, high resolution electron microscopy and atomic force microscopy. From thermal analysis and structural results, it was observed that the samples prepared from the polymeric precursor and sol-gel methods exhibit glass transition temperatures, Tg, at 723 and 746 &#176C and cristallisation temperatures, Tc, at 814 and 830 &#176C, respectively. The heat treatment at around 1150 &#176C of Y0,9Er0,1Al3(BO3)44 powder sample containing a smaller amount of boron in excess produced by both methods lead to the formation of a crystalline solid solution of the same composition without the presence of secondary phases. These results show that dense, free of cracks, thick and homogeneous thin films could be obtained when they were submitted at a heat treatment in temperatures between Tg and Tc. From the \"m-line\" spectroscopy technique and luminescence measurements we observed that the Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 amorphous thin films can be considered as monomode waveguides showing a high luminescence intensities and a lifetime similar to other amorphous borate systems. These results show the potentiality to apply such amorphous thin films as optical planar amplifiers.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alan Rogerio Ferreira Lima.pdf: 4210754 bytes, checksum: 82a7a7898a00633ad3aa474df848f207 (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / This work aimed the study of the effect of transition metals (Ni, Fe, Co) on the spontaneous polarization of the ferroelectric oxides of tetragonal tungsten bronze (TTB)-type structure of potassium strontium niobate (KSr2Nb5O15) and of the KSr2(FeNb4)O15-d, KSr2(NiNb4)O15-d and KSr2(CoNb4)O15-d solid solutions. All systems investigated were prepared by mechanical mixture of oxide/carbonates by high-energy ball milling. The calcination temperature was performed to obtain nanoparticles and the nanostructured particles were evaluated. The evolution of mass loss, chemical bonds, crystalline structure and the electrical behavior were evaluated using the thermal analysis (thermogravimetric Analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimeter (DSC), infrared absorption spectroscopy (FTIR), X-ray diffraction (XRD) and impedance spectroscopy, respectively. From the impedance spectroscopy technique were studied the dielectric properties of the nanoparticles and the dielectric permittivity of the KSr2Nb5O15, KSr2(FeNb4)O15-d, KSr2(NiNb4)O15-d and KSr2(CoNb4)O15-d systems was determined. The highest permittivity value was obtained for KSr2(FeNb4)O15-d. The determination of crystallographic parameters of nanopowders was performed using the Rietveld method. From the crystallographic parameters was simulated the crystalline structure and determined the spontaneous polarization for KSr2Nb5O15, KSr2(FeNb4)O15-d, KSr2(NiNb4)O15-d and KSr2(CoNb4)O15-d systems based on the atomic displacement (Dz) of Nb (niobium) atom, in the z plane, from the central position of the [NbO6] octahedron. The variation of spontaneous polarization of the nanoparticles with the addition of transition metals in the KSr2Nb5O15 host structure confirmed the existence of ferroelectricity in the systems investigated. / O objetivo deste trabalho foi estudar o efeito de metais de transição (Ni, Fe, Co), sobre a polarização espontânea, dos óxidos ferroelétricos de estrutura tungstênio bronze (TB) de niobato de potássio e estrôncio (KSr2Nb5O15) e das soluções sólidas de KSr2(FeNb4)O15-d, KSr2(NiNb4)O15-d e KSr2(CoNb4)O15-d. Todos os sistemas investigados foram preparados por mistura de óxidos/carbonatos pelo do método de ativação mecânica por moagem de alta energia. A temperatura de calcinação necessária à obtenção de nanopartículas foi otimizada e as partículas nanoestruturadas foram avaliadas. A evolução dos parâmetros de perda de massa, ligações químicas, estrutura cristalina e o comportamento elétrico, foram avaliados utilizando as técnicas de análise térmicas (análise termogravimétrica (ATG) e calorimetria diferencial exploratória (DSC), espectroscopia de absorção na região do infravermelho, difração de raios X e espectroscopia de impedância, respectivamente. A partir da técnica de espectroscopia de impedância foram estudadas as propriedades dielétricas das nanopartículas em suspensão, determinando a permissividade dielétrica dos sistemas KSr2Nb5O15, KSr2(FeNb4)O15-d, KSr2(NiNb4)O15-d e KSr2(CoNb4)O15-d. O maior valor de permissividade foi obtido para o KSr2(FeNb4)O15-d. A determinação dos parâmetros cristalográficos dos nanopós foi realizada utilizando o método de Rietveld de refinamento e/ou ajuste de estrutura cristalina. A partir dos parâmetros cristalográficos foi simulada a estrutura cristalina e determinada a polarização espontânea para os sistemas KSr2Nb5O15, KSr2(FeNb4)O15-d, KSr2(NiNb4)O15-d e KSr2(CoNb4)O15-d com base no deslocamento atômico (Dz) do átomo de Nb (nióbio), no plano z, da posição central do octaedro [NbO6]. A variação da polarização espontânea das nanopartículas, com a adição de metais de transição na estrutura hospedeira do KSr2Nb5O15, confirmou a existência de ferroeletricidade nos sistemas investigados.

Submitted by Gabriela Lopes (gmachadolopesufpel@gmail.com) on 2017-05-03T13:41:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) MARIA_25_04.pdf: 2995946 bytes, checksum: d7b7fa4d4fc79b39b52b4ecc6ca1f975 (MD5) / Approved for entry into archive by Aline Batista (alinehb.ufpel@gmail.com) on 2017-05-04T11:35:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 MARIA_25_04.pdf: 2995946 bytes, checksum: d7b7fa4d4fc79b39b52b4ecc6ca1f975 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T11:35:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 MARIA_25_04.pdf: 2995946 bytes, checksum: d7b7fa4d4fc79b39b52b4ecc6ca1f975 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-10 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Os filmes biodegradáveis vêm despertando o interesse da comunidade científica por apresentarem potencialidade como materiais de embalagens. Eles melhoram a qualidade e reduzem perdas de alimentos, além de cooperarem com a preservação do meio ambiente. Nesse sentido, o objetivo geral desta pesquisa foi avaliar filmes à base de quitosana combinados com goma xantana e hidrolisado de corvina (Micropogonias furnieri). Desta forma, este trabalho contempla quatro capítulos. No primeiro estudo, avaliou-se hidrolisados enzimáticos de corvina (Micropogonias furnieri) através da composição proximal, grau de hidrólise, atividade antioxidante, perfil de distribuição da massa molar e composição de aminoácidos. Filés de corvina foram hidrolisados com a enzima Alcalase 2.4L variando apenas o tempo, assim, foram obtidos hidrolisados com 2, 4 e 8 h de reação. Os teores de proteínas dos hidrolisados variaram de 78,28 a 82,30%, onde o hidrolisado com maior tempo de reação mostrou maior grau de hidrólise (32,1%) e maior poder de inibição da oxidação pelos métodos ABTS e DPPH (98,35% e 54,11%, respectivamente). No segundo estudo foram elaborados filmes à base de quitosana e goma xantana. Os filmes foram avaliados por seus grupos funcionais, propriedades estruturais, térmicas, morfológicas, físicas, mecânicas, ópticas e de barreira. Todos os filmes apresentaram picos endotérmicos no intervalo de 122 e 175 °C e picos exotérmicos largos acima de 200 °C, que foram atribuídos à temperatura de fusão e à decomposição térmica, respectivamente. Estes resultados demonstraram que os filmes com goma xantana têm o Tm e o ΔmH mais elevados. Os filmes que contêm maior teor de goma xantana mostram também maior resistência à tração e a menor elongação. A adição de goma xantana não afetou a permeabilidade ao vapor de água, solubilidade em água e umidade dos filmes. No terceiro estudo, filmes à base de quitosana, goma xantana e hidrolisado proteico de corvina (Micropogonias furnieri) foram elaborados com o objetivo de avaliar suas propriedades antioxidantes, mecânicas, físicas, estruturais, morfológicas, térmicas e de barreira. A mistura de goma xantana e hidrolisado promoveram algumas alterações nos filmes de quitosana. A adição de goma xantana aumentou a resistência a tração e alterou os parâmetros de cor dos filmes. A adição de hidrolisado proteico de corvina propiciou significativa atividade antioxidante aos filmes, no entanto, maiores concentrações tendem aumentar a umidade e diminuir a resistência dos mesmos. Todos os filmes apresentaram uma estrutura homogênea, sem separação de fases e livres de fissuras. Não foram observadas diferenças significativas quanto à solubilidade e à permeabilidade ao vapor de água nos filmes estudados. Já no quarto estudo objetivou-se avaliar a eficiência de filmes à base de quitosana e goma xantana na conservação de filés de corvina mantidos sob refrigeração durante 9 dias. Avaliou-se a composição proximal, perda de massa, cor, pH, N-BVT (Bases Voláteis Totais) e perfil microbiológico. Os resultados demonstraram que a combinação de quitosana e goma xantana proporcionaram melhorias na qualidade do pescado refrigerado, uma vez que reduziu as N-BVT, inibiu o crescimento de Staphylococcus coagulase positiva, Salmonella spp e coliformes a 45 °C. / Biodegradable films have aroused the interest of the scientific community for presenting potential as packaging materials. They improve quality and reduce food waste, as well as cooperate with the preservation of the environment. In this sense, the general objective of this research was to evaluate chitosan based films combined with xanthan gum and enzymatic protein from croaker (Micropogonias furnieri). Thus, this work contemplates four chapters. In the first study, enzymatic hydrolysates of croaker (Micropogonias furnieri) were evaluated through the proximal composition, degree of hydrolysis, antioxidant activity, molar mass distribution profile and amino acid composition. Croaker fillets were hydrolyzed with the enzyme Alcalase 2.4L varying only the time, thus, hydrolysates with 2, 4 and 8 h of reaction were obtained. The hydrolyzate protein content varied from 78.28-82.30%, the hydrolyzate with the highest hydrolysis time showed a higher degree of hydrolysis (32.1%) and a higher oxidation inhibition power by the ABTS and DPPH methods (98.35% and 54.11%, respectively). In the second study, films based on chitosan and xanthan gum were elaborated. The films were evaluated by their functional groups, structural, thermal, morphological, physical, mechanical, optical and barrier properties. All films showed endothermic peaks in the range of 122-175 °C and wide exothermic peaks above 200 °C, which were attributed to melt in temperature and thermal decomposition, respectively. These results demonstrated that films with xanthan gum have the highest Tm and ΔmH. Films containing higher xanthan gum content also show higher tensile strength and lower elongation. The addition of xanthan gum did not affect the water vapor permeability, water solubility and moisture of the films. In the third study, films based on chitosan, xanthan gum and protein hydrolysate of croaker (Micropogonias furnieri) were elaborated with the objective of evaluating its antioxidant, mechanical, physical, structural, morphological, thermal, optical and barrier properties. The mixture of xanthan gum and hydrolyzate promoted some changes in the chitosan films. The addition of xanthan gum increased the tensile strength and altered the color parameters of the films. Croaker protein hydrolyzate addition gave significant antioxidant activity to the films, however, higher concentrations tend to increase humidity and decrease their resistance. All the films presented a homogeneous structure, without separation of phases and free of cracks. No significant differences were observed regarding the solubility and permeability to water vapor in the studied films. The fourth study aimed to evaluate the efficiency of chitosan and xanthan gum films in the conservation of croaker steaks kept under refrigeration for 9 days. Proximal composition, loss of mass, color, pH, N-BVT (Total Volatile Bases) and microbiological profile were evaluated. The results demonstrated that the combination of chitosan and xanthan gum provided improvements in the quality of refrigerated fish as it reduced N-BVT, inhibited growth of coagulase-positive Staphylococcus, Salmonella spp and coliforms at 45 °C.

Made available in DSpace on 2015-03-03T15:16:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EdvanM_TESE.pdf: 3369226 bytes, checksum: 764b7a9d291d433b871e24f1776af89d (MD5) Previous issue date: 2011-07-29 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In this work we present a study for the structural, electronic and optical properties, at ambient conditions of SrSnO3, SrxBa1?xSnO3 (x = 0:2; 0:4; 0:6; 0:8) and BaSnO3 crystals, all of them member of perovskite-type earth stannates class, ASnO3. The theoretical model employed was based on the density functional theory (DFT), considering both the local density and the generalized gradient approximations, LDA-CAPZ and GGA-PBE (OPIUM), respectively. For orthorhombic SrSnO3, the electronic band structure, density of states, complex dielectric function, optical absorption, and the infrared and Raman spectra were computed. Calculated lattice parameters are closed to the experimental measurements, and an indirect band gap E(S -> t ?)=1.97 eV (2.27 eV) was obtained within the GGA (LDA) level of calculation. E ective masses for holes and electrons were estimated, being very anisotropic in comparison with similar results for orthorhombic CaSnO3. The complex dielectric function and the optical absorption of SrSnO3 are sensitive to the plane of polarization of the incident light. The infrared spectrum between 100-600 cm-?1 was obtained, with its main peaks being assigned, and a good agreement between experimental and theoretical peaks of the Raman spectrum of orthorhombic SrSnO3 was achieved. For SrxBa1?xSnO3 series, their electronic properties were investigated. The cubic Sr0:2Ba0:8SnO3 has an indirect band gap, while tetragonal Sr0:4Ba0:6SnO3, orthorhombic Sr0:6Ba0:4 SnO3 and Sr0:8Ba0:2SnO3 exhibit a direct band gap. The Kohn-Sham minimum electronic band gap oscillates of 2.62 eV (tetragonal Sr0:4Ba0:6SnO3, LDA) to 1.52 eV (orthorhombic Sr0:6Ba0:4Sn O3, LDA). The effective masses for holes and electrons were estimated, being anisotropic in the series. For cubic BaSnO3, the electronic band structure, density of states, dielectric function and optical absorption were calculated, as well as the infrared absorption spectra after computing the vibrational modes of the crystal at q = 0. Dielectric optical permittivities and polarizabilities at w = 0 and w = ?? were also obtained. An indirect band gap E(R -> T?) of 1.01 eV and 0.74 eV was achieved within the LDA-CAPZ and the GGA-PBE, respectively, which is smaller than the experimental data ( ?? 3.1 eV). Effective masses of holes and electrons were estimated by parabolic tting along di erent directions at the valence band maximum and conduction band minimum, being highly isotropic for electrons and anisotropic for holes, allowing us to suggest that indirect gap cubic BaSnO3 is a semiconductor with potential for optoelectronic applications. The optical properties reveal a degree of isotropy for the crystal with respect to di erent polarization planes of incident light. The infrared spectrum between 100-600 cm?-? was obtained, with its main peaks being assigned / Apresentamos neste trabalho um estudo das propriedades estruturais, eletr?nicas e ?pticas, em temperatura ambiente dos cristais de SrSnO3, SrxBa1xSnO3 (x = 0:2; 0:4; 0:6; 0:8) e BaSnO3, todos eles membros da classe das perovskitas do tipo estanatos terrosos, ASnO3. O nosso modelo te?rico foi baseado na teoria do funcional da densidade (DFT) considerando as aproxima??es da densidade local e do gradiente generalizado, LDA-CAPZ e GGA-PBE (OPIUM), respectivamente. Para o SrSnO3 ortor?mbico, foram calculadas a estrutura de bandas eletr?nica, densidade de estados, fun??o diel?trica complexa, absor??o ?ptica e os espectros infravermelho e Raman. Os par?metros de rede calculados est?o pr?ximos dos resultados experimentais, e um band gap indireto E(S !)=1.97 eV (2.27 eV) foi obtido dentro do n?vel GGA (LDA) de c?lculo. As massas efetivas dos buraco e dos el?trons foram estimadas, sendo elas muito anisotr?picas em compara??o com os resultados similares para o CaSnO3 ortor?mbico. Al?m disso, nossos resultados mostram que a fun??o diel?trica complexa e a absor??o ?ptica do SrSnO3 s?o sens?veis ao plano de polariza??o da luz incidente. O espectro infravermelho entre 100{600 cm1 foi obtido, com seus principais picos sendo assinalados, e uma boa concord?ncia dos resultados experimentais e te?ricos do espectro Raman do SrSnO3 ortor?mbico foram alcan?ados. Para a s?rie SrxBa1xSnO3, as propriedades eletr?nicas foram investigadas. O Sr0:2Ba0:8 SnO3 c?bico possui um band gap indireto, enquanto o Sr0:4Ba0:6SnO3 tetragonal, os ortor?mbicos Sr0:6Ba0:4SnO3 e Sr0:8Ba0:2SnO3 exibem um band gap direto. O band gap eletr?nico m?nimo de Kohn-Sham oscila de 2.62 eV (Sr0:4Ba0:6SnO3 tetragonal, LDA) at? 1.52 eV (Sr0:6Ba0:4SnO3 ortor?mbico, LDA). As massas efetivas de buracos e de el?trons foram estimadas, sendo anisotr?picas nas s?ries. vi Para o BaSnO3 c?bico, foram calculadas a estrutura de bandas eletr?nica, densidade de estados, fun??o diel?trica e absor??o ?ptica, bem como o espectro infravermelho de absor??o ap?s computar os modos de vibra??o do cristal em q = 0. A permissividade ?ptica diel?trica e as polarizabilidades em ! = 0 e ! = 1 foram obtidas. Um band gap indireto E(R !) de 1.01 eV e 0.74 eV foi obtido com o LDA-CAPZ e o GGA-PBE, respectivamente, que ? menor que o dado experimental (3.1 e V). As massas efetivas de buraco e de el?tron foram estimadas atrav?s de um ajuste parab?lico ao longo de diferentes dire??es no m?ximo da banda de val?ncia e no m?nimo da banda de condu??o, sendo muito isotr?pico para el?trons e anisotr?pico para buracos, permitindo-nos sugerir que o BaSnO3 c?bico de gap indireto ? um semicondutor com potencial para aplica??es optoeletr?nicas. As propriedades ?pticas revelaram um grau de isotropia para o cristal com respeito aos diferentes planos de polariza??o de luz incidente. O espectro infravermelho entre 100{600 cm 1 foi obtido, com seus principais picos sendo assinalados

Esse trabalho de tese descreve a síntese e a caracterização de materiais amorfos e cristalinos na forma de pó e de filmes finos pertencentes ao sistema Er2O3-Y2O3-Al2O3-B2O3. O principal objetivo do trabalho foi o de obter filmes finos amorfos contendo íons Er3+ próximo à composição YAI3(BO3)4 (YAB), visando sua aplicação como amplificador em dispositivos ópticos integrados. Na síntese das amostras foi empregado o método dos precursores poliméricos e o método sol-gel. Uma vez estabelecida às condições de síntese das resinas e de sóis estáveis, diferentes parâmetros foram otimizados visando à deposição de filmes relativamente espessos e amorfos. As propriedades térmicas, estruturais e ópticas de amostras cristalinas ou amorfas, na forma de pó e na forma de filmes finos, foram caracterizadas através das técnicas de análise termogravimétrica, calorimetria exploratória diferencial, difração de raios X, espectroscopia vibracional na região do infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia Raman e microscopia eletrônica de varredura de alta resolução, microscopia de força atômica, espectroscopia \"m-line\", medidas de espectros de luminescência. Baseado na análise térmica e estrutural das amostras na forma de pó, foi possível realizar a síntese de amostras na forma de filmes finos de composição Y1-xErxAl3(BO3)4 que apresentaram características estruturais, microestruturais e ópticas adequadas à aplicação desejada. Através do estudo das propriedades térmicas e estruturais, foi observado que as amostras preparadas através do método dos precursores poliméricos e do método sol-gel apresentam respectivamente uma temperatura de transição vítrea (Tg) à 723 &#176C e à 746 &#176C e uma temperatura de cristalização (Tc) à 814 &#176C e à 830&#176C. O tratamento térmico à aproximadamente 1150 &#176C da amostra amorfa na forma de pó de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 contendo boro em excesso levou a obtenção de uma solução sólida cristalina de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4. No que se refere às propriedades dos filmes finos, as melhores condições de densificação, homogeneidade, eficiência de guiamento, emissão luminescente e tempo de vida foram observadas quando os filmes de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 foram tratados entre as temperaturas de Tg e Tc. Os filmes amorfos de composição Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 se comportam como guias monomodos, apresentando alta emissão luminescente e um tempo de vida comparável a outros sistemas amorfos a base de boro. Esse comportamento mostra a viabilidade de aplicação desses filmes amorfos como amplificadores ópticos planares. / This work specifies the synthesis and the characterization of amorphous and crystalline powder and thin films materials belonging to the Er2O3-Y2O3-Al2O3-B2O3 system. The main objective of this work was to develop amorphous thin film samples near the YAI3(BO3)4 composition with yttrium partially substituted by erbium Y1-xErxAl3(BO3)4 with the aim of applying these thin films as waveguide amplifiers in integrated optical systems. The polymeric precursor and the sol-gel methods were applied in order to produce such thin films. After the first step where the conditions to obtain very stable resins and sols was established, different parameters were adjusted aiming the deposition of thick and stable thin films. To well define the best conditions to obtain amorphous and dense thin films, the powder samples of the same compositions were first characterized by thermal analysis techniques, X-ray diffraction, IR and Raman spectroscopies, high resolution electron microscopy and atomic force microscopy. From thermal analysis and structural results, it was observed that the samples prepared from the polymeric precursor and sol-gel methods exhibit glass transition temperatures, Tg, at 723 and 746 &#176C and cristallisation temperatures, Tc, at 814 and 830 &#176C, respectively. The heat treatment at around 1150 &#176C of Y0,9Er0,1Al3(BO3)44 powder sample containing a smaller amount of boron in excess produced by both methods lead to the formation of a crystalline solid solution of the same composition without the presence of secondary phases. These results show that dense, free of cracks, thick and homogeneous thin films could be obtained when they were submitted at a heat treatment in temperatures between Tg and Tc. From the \"m-line\" spectroscopy technique and luminescence measurements we observed that the Y0,9Er0,1Al3(BO3)4 amorphous thin films can be considered as monomode waveguides showing a high luminescence intensities and a lifetime similar to other amorphous borate systems. These results show the potentiality to apply such amorphous thin films as optical planar amplifiers.

[pt] Neste trabalho estudamos filmes depositados por três organosilícios em forma líquida pelo método de deposição química na fase vapor assistido por plasma (PECVD) sobre chapas de aço inoxidável 316L e lâminas de silício cristalino <100>. Os líquidos empregados foram o Hexametidissilazano (HMDSN), Hexametidissiloxano (HMDSO) e Hexametildissilano (HMDS). Determinamos as propriedades estruturais, mecânicas e tribológicas dos filmes crescidos, e a viabilidade do seu uso como revestimento protetor. Foram depositados dois conjuntos de amostras para cada líquido, o primeiro a 200C e o segundo 300oC. Em cada um dos conjuntos, a tensão de autopolarização no crescimento foi variada indo de -150V até -450V. Tentou-se caracterizar filmes crescidos a temperatura ambiente, porém não obtivemos êxito, pois delaminavam. Os filmes foram caracterizados por técnicas de perfilometria, onde determinamos que os filmes crescidos com temperaturas de 200C tiveram a maior taxa de deposição. Estes filmes para todos os líquidos possuem uma tensão interna entre 1 e 2 GPa. Os filmes foram analisados também por espectroscopia de fotoelétrons induzidos por raios-x (XPS), espectroscopia de absorção no infravermelho e espectroscopia de emissão ótica (GDOES) onde identificamos as concentrações atômicas e as ligações químicas presentes nos filmes. Com a espectroscopia Raman observamos que os filmes têm presença de carbonos com hibridização sp2. Os filmes sintetizados têm um forte caráter polimérico, e para os crescidos com tensões de autopolarização maiores que -250V, observamos a presença das bandas D e G características de filmes de carbono amorfo. As análises feitas por nanoindentação determinou que os filmes tinham dureza entre 18 e 21 GPa. A microscopia de força atômica evidenciou que os filmes têm uma rugosidade rms em torno de 0,3nm. Medida de tribologia mostraram que os filmes têm um coeficiente de atrito de 0,25. Após as medidas de tribologia, foram feitas imagens de perfilometria para determinar o desgaste. Os filmes se mostraram resistentes, com a menor taxa de 7nm/min quando submetido a uma força de 0,3 Newtons e como contra corpo uma esfera de aço inoxidável (AISI302), e após as medidas os filmes não delaminaram. Com relação ao envelhecimento do filme, alguns foram sintetizados a mais de 4 anos, e continuam bem aderidos tanto sobre o substrato de aço, como o de silício. Verificamos também a viabilidade do uso do hexametildissílazano (HMDSN) como camada adesiva para a deposição de filmes de carbono amorfo hidrogenado sobre chapas de aço inoxidável com sucesso. Fizemos também a deposição de um filme depositado a partir do hexametildissiloxano (HMDSO) sobre um parafuso de aço inoxidável para verificar a viabilidade para deposições sobre materiais com geometrias diferentes, com sucesso, o filme bem aderido em sua superfície. / [en] In this work, we study films deposited by three organosilanes in liquid phase by the plasma deposition method (PECVD) on 316L stainless steel plates and crystalline silicon slides <100>. The liquids employed were Hexamethyldisilazane (HMDSN), Hexamethyldisiloxane (HMDSO) and Hexamethyldisilane (HMDS). We determined the structural, mechanical and tribological properties of grown films, and the feasibility of their use as a protective coating. Two sets of samples were deposited for each liquid, the first at 200C and the second at 300C. In each set, the bias at the growth was varied ranging from -150V to -450V. Attempts were made to characterize films grown at room temperature, but we did not succeed because they delaminated. The films were characterized by profilometry techniques, where we determined that the films grown with temperatures of 200oC had the highest deposition rate. The films were also analyzed by x-ray photoelectron spectroscopy (XPS), infrared absorption spectroscopy (FTIR) and glow discharge optical emission spectroscopy (GDOES), where we identified the atomic concentrations and the chemical bonds present in the films. With the Raman spectroscopy we observed that the films have presence of carbons with hybridization sp2. The films synthesized have a strong polymeric character, and for those grown with bias higher than -250V, we observed the presence of D- and G- bands that are characteristics of amorphous carbon films. Analysis by nanoindentation determined that the films had a hardness between 18 and 21 GPa. Atomic force microscopy showed that the films have a roughness RMS around 0.3nm. Measurement of tribology showed that the films have a coefficient of friction of 0.25. After the tribology measurements, profilometry images were made to determine the wear. The films were resistant, with the lowest rate of 7 nm/min when subjected to a force of 0.3 Newtons and as against a body of stainless steel (AISI302), and after the measurements the films did not delaminate. Regarding the aging of the film, some were synthesized for more than 4 years, and remain well adhered both on the steel substrate and silicon. We also verified the feasibility of using hexamethyldisilazane (HMDSN) as an adhesive layer for the deposition of hydrogenated amorphous carbon films on stainless steel substrate successfully. We also deposited a film from the hexamethyldisiloxane (HMDSO) on a stainless steel screw to verify the feasibility for deposition on materials with different geometries, successfully, the film was well adhered on its surface.