Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e do Desenvolvimento / Made available in DSpace on 2012-10-25T23:52:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 299609.pdf: 436171 bytes, checksum: ed76a5d58a2c662e70ae2d2bf827337b (MD5) / Kappaphycus alvarezii é uma macroalga de grande importância econômica, devido a extração de kappa carragenana de suas paredes celulares. Apresenta diversas variantes pigmentares tais como: vermelho escuro, marrom, amarelas e diferentes tonalidades de verde. A radiação ultravioleta-B (RUVB) afeta as macroalgas em diversas maneiras importantes, incluindo a redução nas taxas de crescimento, redução na produtividade primária, e mudanças na biologia celular e na organização ultraestrutural. Portanto, nós examinamos o efeito da RUVB na variante marrom de K. alvarezii durante 28 dias de cultivo sendo 3 h diárias de exposição. As plantas controle apresentaram taxas de crescimento de 7.27% dia-1, enquanto as plantas expostas a RUVB cresceram apenas 4.0% dia-1. Diferenças significativas nas taxas de crescimento e nas concentrações de ficobiliproteínas entre controle e plantas a RUVB foram verificadas. Comparado com as plantas controle, as concentrações das ficobiliproteínas apresentaram redução após a exposição RUVB. Além disso, a concentração da clorofila a diminuiu e mostrou diferenças significativas após a exposição RUVB. A RUVB ocasionou mudanças na ultraestrutura das células corticais e subcorticais, incluindo o aumento da espessura da parede celular e o número de plastoglóbulos, redução nos espaços intracelulares, alterações no contorno das células e destruição de organização interna dos cloroplastos. A reação com azul de Toluidina evidenciou um aumento na espessura da parede celular, e o ácido periódico Schiff mostrou uma diminuição no número de grãos de amido. Pelas mudanças significativas nas taxas de crescimento, nas concentrações dos pigmentos fotossintetizantes, e mudanças ultraestruturais observadas, torna-se evidente que RUVB afeta negativamente as macroalgas intermareais e sua viabilidade econômica / The effects of ultraviolet radiation-B (UVBR) in apical segments of the red macroalgae Gracilaria domingensis (Kützing) Sonder ex Dickie were examined in vitro. Over a period of 21 days, the segments were cultivated and exposed to photosynthetically active radiation (PAR) at 80 µmol photons m-2 s-1 and PAR +UVBR at 1.6 Wm-2 for 3 h per day. The samples were processed for electron microscopy, as well as histochemical analysis, and growth rate, photosynthetic pigment contents and photosynthetic performance were measured. Toluidine Blue reaction showed metachromatic granulations in vacuole and lenticular thickness, while Coomassie Brilliant Blue showed a higher concentration of cytoplasmic organelles, and Periodic Acid Schiff stain showed an increase in the number of floridean starch grains. UVBR also caused changes in the ultrastructure of cortical and subcortical cells, which included an increased number of plastoglobuli, changes in mitochondrial organization, destruction of chloroplast internal organization, and the disappearance of phycobilisomes. The algae cultivated under PAR-only showed growth rates of 6.0% day-1, while algae exposed to PAR +UVBR grew only 2.8% day-1. Compared with algae cultivated with PAR-only, the contents of photosynthetic pigments, including chlorophyll a, phycoerythrin, phycocyanin and allophycocyanin, decreased after exposure to PAR + UVBR, and significant differences were observed. Finally, analysis of these four photosynthetic parameters also showed reduction after exposure to PAR + UVBR: maximum photosynthetic rate, photosynthetic efficiency, photoinhibition and relative electron transport rate. Taken together, these findings strongly suggested that UVBR negatively affects the agarophyte G. domingensis

Nesse trabalho foram estudados os efeitos da irradiação iônica em filmes de carbono amorfo hidrogenado, sem (a-C:H) e com a presença de N e F (a-C:N:H e a-C:F:H, respectivamente). Os filmes foram crescidos através da técnica de Deposição Química na Fase Vapor Assistida por Plasma. Após a deposição, os filmes foram irradiados com N+ a 400 keV e Xe++ a 800 keV. Esses íons e suas energias foram escolhidos de modo que nas irradiações com N+ e Xe++ predomine o poder de predomine o poder de freamento eletrônico e nuclear, respectivamente. Alterações nas propriedades estruturais, ópticas e mecânicas foram investigadas através das técnicas de perfilometria, espectroscopia Raman, espectroscopia na região do infravermelho próximo, visível e ultravioleta, nanoindentação e técnicas de análise por feixe de íons (análises por retroespalhamento de Rutherford e análise por reação nuclear). Os resultados revelam que a irradiação causa um decréscimo na concentração atômica de H em todas as amostras, e na concentração de F nas amostras de a-C:F:H. Não foram verificadas alterações na concentração de N nos filmes de a-C:N:H. Os espectros Raman e as medidas do gap de Tauc revelam que a irradiação provoca um decréscimo na concentração de estados sp3, devido à conversão C-sp3 → C-sp2. Após as máximas fluências de irradiação, independente do íon precursor, todos os filmes apresentam uma estrutura amorfa rígida, composta com 95 a 100 % de estados sp2. Geralmente, como prevê o modelo de “clusters”, fases sp2 são planares e apresentam baixos valores de dureza. Ao contrário, nossos resultados mostram que após as maiores fluências de irradiação todos os filme combinam boas propriedades mecânicas e tensão interna nula. A rigidez da estrutura resulta do elevado grau de distorção angular nas ligações carbono sp2, o que permite a formação de anéis não hexagonais, como pentágonos e heptágonos, possibilitando a formação de sítios curvos, criando uma estrutura tridimensional. Além disso, com a redução dos estados sp3 obtivemos estruturas não usuais. Filmes de carbono amorfo tipicamente apresentam elevados valores de dureza e tensão interna compressiva, o que limita a espessura máxima do filme, prejudica sua adesão sobre determinados substratos e torna o filme suscetível à falhas mecânicas por delaminação. Através da irradiação iônica foi possível a formação de novas fases metaestáveis combinando elevada dureza e tensão interna nula, ou seja, uma nova classe de materiais com grande potencial tecnológico. / In this work, the effect of ion irradiation in amorphous hydrogenated carbon films, without (a-C: H) and with the presence of N and F (a-C: N: H and a-C: F: H, respectively) was studied. The films were deposited by the Plasma Enhanced Chemical Vapor technique. After deposition they were irradiated with 400 keV N+ and 800 keV Xe++, energies at which electronic and nuclear stopping powers respectively predominate, at fluences ranging from 1 x1014 to 3 x 1016 ions cm-2. Density and atomic composition of the samples before and after irradiation were investigated by perfilometry and ion beam analysis techniques (Rutherford backscattering spectrometry and nuclear reaction analysis). The carbon structure of the films was probed by micro-Raman analysis. Hardness and elastic modulus measurements were performed via nanoindentation technique. The intrinsic stress variation was measured through the flexion method. The results show that the irradiation produce hydrogen loss in all the samples, and loss of F in the a-C:F:H samples. The concentration of N in the a-C:N:H samples is not modified during the irradiations. The Raman and Tauc gap measurements showed that high fluences of irradiation lead to an increase in the number and/or size of the sp2-C sites, due to the C-sp3 → C-sp2 conversion. After the maximum fluencies of irradiation, for both ions, all the films present a rigid amorphous structure with 95 to 100% of sp2 phase. In general, sp2 phases are organized in planar form and show low hardness, as predicted by the clusters model. In contrast, our results show that after the irradiation process all films are hard and present null intrinsic stress. The rigidity of the structure is attributed to the creation of a three-dimensional sp2 structure. The generated high degree bond angle distortions by the ion irradiation induce the formation of non-hexagonal carbon rings, such as pentagons and heptagons, allowing therefore the formation of curved sp2 structures. The formation of new amorphous carbon phases, which combine relatively high hardness and null intrinsic stress, was possible through ionic irradiation, creating a new class of materials with great technological potentialities.

São investigadas as modificações na anisotropia magnética de exchange bias (EB) de filmes finos de IrMn/Cu/Co induzidas pela irradiação de íons. Os filmes são constituídos de uma camada antiferromagnética (AF) de IrMn acoplada a uma camada ferromagnética de cobalto (Co), separadas por um espaçador não-magnético de cobre (Cu). Irradiações com íons de He+ a baixa energia foram feitas para diferentes fluências e correntes, na presença de um campo magnético de aproximadamente 5 kOe. Amostras com e sem espaçador de Cu foram irradiadas e vários feixes a diferentes energias e fluências foram empregados, de modo a compreender os processos físicos responsáveis pelas modificações observadas nas propriedades magnéticas. Uma completa reorientação do EB na direção do campo aplicado durante as irradiações é observada, assim como e obtido um aumento do campo de exchange bias (HER) com a fluência. O aumento do HEB induzido pela irradiação, e maior que o obtido via tratamento térmico. Um aumento maior e mais rápido do HEB e obtido para as amostras sem espaçador de Cu. O papel da excitação eletrônica e dos defeitos causados pela irradiação iônica e investigado usando íons de H+ e Ne+ a energias escolhidas. Uma dependência das modificações provocadas no EB com os defeitos causados pelos íons e bem estabelecida. Os resultados observados são explicados através de um modelo fenomenológico que leva em conta as modificações induzidas na estrutura granular do material AF pela irradiação iônica. / The modifications of the magnetic anisotropy (exchange bias, EB) induced by ion irradiation in IrMn/Cu/Co thin films are investigated. The films consist of an antiferromagnetic (AF) layer (IrMn), coupled to a ferromagnetic one (Co) separated by a non-magnetic spacer (Cu). Low energy He+ irradiation has been performed for different ion fluenciesiand currents, in an external magnetic field of about 5 kOe. In addition, two different samples have been irradiated (with and without Cu spacer) and ions of other elements, with different energies, have also been used in order to understand the underlying physical processes responsible for the observed modifications of the magnetic properties. A complete reorientation of the EB direction towards that of the applied field during irradiation is observed. Moreover, an increase of the EB field HEB with the ion fluence is obtained. The enhancement of HEB due to the ion irradiation, is larger than that obtained by standard thermal annealing procedure. A faster and larger increase of the HEB is observed for the samples without Cu spacer. The role of ion-induced damage and electronic excitation is investigated by using H+ and Ne+ ions at selected energies. The dependence of the EB modifications with the ion damage is well established. The observed findings are then explained through a phenomenological model which takes into account the modification of AF granular structure induced by the ion irradiation.

Investigamos a possibilidade de amplificação de ondas eletromagnéticas no plasma situado nas proximidades dos pólos geomagnéticos a uma altitude de até cerca de cinco raios terrestres. Nesta região ocorre o fenômeno conhecido como "Radiação Quilométrica das Auroras", o qual é uma conseqüência da interação entre o vento solar e a magnetosfera. É feita inicialmente uma ampla revisão das características observacionais conhecidas do fenômeno. Em seguida, é discutido o maser de elétron-cíclotron como possível mecanismo gerador para o fenômeno. Neste sentido, é feita inicialmente uma revisão dos principais trabalhos teóricos, os quais utilizaram o mecanismo de maser na sua formulação de freqüência complexa. Por fim, principia-se um estudo da Radiação Quilométrica das Auroras fazendo uso do maser na formulação de vetor de onda complexo. Os parâmetros físicos necessários para os cálculos de amplificação foram obtidos a partir de um modelo especialmente criado, o qual reproduz de forma aproximada as condições existentes na região aurora!, supondo inclusive um particular gradiente de densidade na direção perpendicular ao campo geomagnético. Os elementos do tensor dielétrico são calculados na aproximação de plasma localmente homogêneo e a função de distribuição considerada consiste na soma de uma maxwelliana de baixa temperatura mais uma cone-de-perda do tipo Dory-Guest-Harris relativística. A relação de dispersão é resolvida exatamente, mantendo-se todos os harmônicos e ordens de raio de Larmor necessários para garantir a convergência da solução. Foram reali zados também cálculos de traçados de raios na aproximação da óptica geométrica através do método de Poeverlein. Constatou-se que quando a razão ent re as freqüências de pla.sma e de cíclotron elet rônicas é Wpe/De < O, 1, as ondas que se propagam no modo ('X t raordinário rápido são amplificadas em freqüências muito próximas à freqüência. de cíclo t ron eletrônica e em ângulos próximos à perpendicular ao campo geomagnético. No caso oposto, Wpe/De > O, 1, são necessários valores cada vez maiores da componente do vetor de onda paralela ao campo magnético para. ocorrer amplificação, a qual é progressivamente menor. Os cálculos ele traçados ele raios mostraram que a escala espacial de variação de parâmetros, perpendicularmente ao campo magnético, é um fator muito importante na amplificação, e que a distância. necessária para uma dada amplificação pode se reduzir substancialmente quando aumenta o gradiente de densidade. / We investigate the possibility of electromagnetic wave amplification in the plasma situated over the geomagnetic peles up to a height around five earth radii. In this region occurs the most intense wave emission phenomenon in the terrestrial magnetosphere, known as "Aurora! Kilometric Radiation", which is a consequence of the solar wind-magnetosphere interaction. Initially, we make a comprehensive review on the known observational characteristics of the phenomenon. Next, the electron-cyclotron maser is discussed as a possible generation mechanism for the phenomenon, anel a review is made on the most important theoretical works, which applied the maser in the complex frequency formulation. We then begin a study on the Auroral Kilometric Radiation applying the maser mechanism in its complex wave frequency formulation . The physical parameters needed for the calculations were obtained from a particular model, especially created to approximately reproduce the real conditions in the aurora! zone, taking into account even a particular density gradient, perpendicular to the geomagnetic field. The components of the dielectric tensor are calculated in the locally homogeneous plasma approximation and the electron distribution function is taken as the sum of a cold maxwellian plus a relativistic Dory-Guest-Harris distribuition. The dispersion relation is exactly solved with all harmonics and powers of Larmor radius needed for the convergency of the solutions. We have also clone ray-tracing studies in the geometrical opti cs approximation, using the Poeverlein's method. We have found Ll1at , wh en Lhe electronic plasma to cyclotron frequencies ratio is Wpe/De < 0.1, the waves t hat propagatc in the fast extraordinary mode are amplified at frequencies very near to Lhe c.\·c lot ron frequency anel in the quasi-perpendi cular direction of the geomagnetic field. On t.hc olhcr hand , c.v·PE/De > 0.1 , the component of the wave vector parallel to the magnet i c fi eld musL have larger values for the amplification to occur, progressively smaller in valu e. The ray-L racing st udies have shown that the spatial scale of the inhomogeneity, perp endi cular to the magnetic field , is a very important factor in the amplification, anel that the cli stance to obtain a given amplification can be substantially reduced when the clensity gra.client is increasecl.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:26:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329866.pdf: 1590919 bytes, checksum: 9910c4cfc27f4d5e53be732dca879fc8 (MD5) Previous issue date: 2014 / Desde as descobertas de Pasteur, a humanidade vem buscando formas de controlar os micro-organismos presentes no meio ambiente seja para uso nas indústrias farmacêuticas e alimentícias, quanto para o controle de pragas e doenças. Na verdade, esse último é o fator que mais tem promovido o desenvolvimento das técnicas antimicrobianas no mundo. A esterilização dos produtos é a opção mais eficiente de controle antimicrobiano, uma vez que elimina todos os micro-organismos presentem em um ambiente, seja uma embalagem de alimento ou um produto médico. No entanto, muitas vezes a esterilização não é suficiente para garantir a segurança de um produto, pois uma vez aberta a embalagem, o produto é exposto as micro-organismo presentes no ar (ou na água) contaminando o material e muitas vezes iniciando um processo de deterioração. Nestes casos, o uso de agentes antimicrobianos em produtos esterilizados ajuda a promover uma maior vida útil dos produtos, em especial alimentos e materiais de uso hospitalar, uma vez que reduz significativamente a chance de contaminação (inclusive contaminação cruzada) durante o manuseio ou armazenamento destes produtos depois de abertos. No entanto, estudos recentes indicam que o triclosan, um dos principais agentes antimicrobianos utilizados, pode sofrer degradação quando exposto a radiação y. Além disso, possíveis efeitos tóxicos podem restringir seu uso a produtos médico-hospitalares. Baseado nisso, esse trabalho for realizado avaliando-se o efeito da esterilização por radiação y, em amostras de poliamida 6 (PA6) e no polietileno de alta densidade (PEAD), aditivados com dois agentes antimicrobianos, o Triclosan, destinado a produtos médico-hospitalares e um vidro dopado com Zn, visando à utilização em embalagens de alimentos e produtos de consumo em geral. Para isso, foram realizados testes qualitativos (difusão em ágar) e quantitativos (Concentração inibitória mínima), procurando analisar o efeito da radiação sobre o poder antimicrobiano dos compostos polímero/aditivo. Por fim, foram testados os aditivos puros, irradiados com a mesma quantidade de radiação (25kGy) e testados através de uma nova técnica experimental, desenvolvida especialmente para esse trabalho, que se baseia na alteração da curva de atenuação de uma solução de sacarose, por leveduras da família Saccharomyces Cerevisiae, na presença de agentes biocidas. Em todos os testes realizados, não foram encontradas diferenças significativas nos efeitos antimicrobianos dos compostos polímero/aditivo e dos aditivos puros, antes e após a irradiação. Isso que indica que o processo de esterilização por radiação y, pode ser utilizado em associação a aditivação por Triclosan e pelo vidro dopado com Zn, sem perda das propriedades biocidas.<br> / Abstract : Since the discoveries of Pasteur, humanity has been searching for ways to control micro-organisms in environment, or for use in pharmaceutical and food industries, and for control of pests and diseases. Actually, this last is the most important factor that has promoted the development of antimicrobial techniques in the world. The sterilization of products is more effective antimicrobial control option, since it eliminates all micro-organisms present in an environment at, or packaging of food or medical product. However, sterilization is often not sufficient to guarantee the safety of a product, for packing micro-organism present once opened, the product is exposed in air (or water) the polluting material, and initiating a process often deterioration. In these cases, the use of antimicrobial agents in sterile products helps promote longer life products, especially food and materials for hospital use, as it significantly reduces the chance of contamination (including cross-contamination) during handling or storage of these product after opening. However, recent studies indicate that Triclosan, main antimicrobials used, may undergo degradation when exposed to gamma radiation. In addition, possible toxic effects may restrict its use to medical products. Based on that, the work is performed by evaluating the effect of sterilization by gamma radiation on samples of polyamide 6 (PA6) and high density polyethylene (HDPE) with two antimicrobial additives, triclosan, intended for medical products hospital and glass doped with Zn, aimed at use in food packaging and consumer products in general. For this qualitative test (agar diffusion) and quantitative (minimum inhibitory concentration) were conducted, assessing the effect of radiation on the antimicrobial property of compounds polymer/additive. Finally, pure additives tested were irradiated with the same amount of radiation (25kGy) and tested using a new experimental technique, developed specifically for this work, which relies on change of attenuation curve of a sucrose solution by yeast family Saccharomyces Cerevisiae in the presence of biocides. In all tests, no significant differences were found in effects of antimicrobial compounds polymer / additive and the pure additives before and after irradiation. This indicates that the process of sterilization by gamma radiation can be used in combination with the additives of Triclosan and glass doped with Zn, without loss of biocide properties.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal / Made available in DSpace on 2012-10-26T10:06:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 298331.pdf: 2245585 bytes, checksum: 63ea90684878d510b9a1a821a06598a9 (MD5) / A distribuição da vegetação mundial vem se alterando ao longo do tempo, mas atualmente as alterações climáticas estão ocorrendo rapidamente devido ao aumento da emissão de gases que causam o "efeito estufa" e o aquecimento global. Acrostichum danaeifolium Langsd. & Fisch. (Polypodiopsida, Pteridaceae) é uma pteridófita que cresce tipicamente em ambientes salobres ou salinos que cercam as costas, sendo também encontrada em alguns manguezais da Ilha de Santa Catarina. Considerados ecossistemas costeiros de transição entre os ambientes terrestre e marinho, os manguezais possuem riqueza e importância biológica como grandes "berçários" naturais. Esse ecossistema poderá ser severamente atingido pelas mudanças climáticas. Conhecer a fisiologia de sua vegetação e suas possíveis adaptações é de fundamental importância para sua preservação. Dessa forma o estudo da germinação de A. danaeifolium e de seu desenvolvimento gametofítico está implicado no conhecimento de suas características reprodutivas, visando à conservação e o manejo da espécie. O objetivo deste trabalho foi verificar os efeitos de variações no pH, temperatura, salinidade e da radiação UV B (RUV B) na porcentagem de germinação de esporos de A. danaeifolium, além de verificar alterações morfofisiológicas e bioquímicas em gametófitos jovens submetidos à RUV B. Frondes férteis da espécie foram coletadas na área de preservação permanente (APP) do manguezal do Itacorubi situado na região centro-oeste da Ilha de Santa Catarina, SC, Brasil. Esporos foram filtrados em papel entretela e armazenados a 7ºC. O teste de germinação foi realizado em sala de cultivo a 25ºC (27 mol m-2s-1). Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas na germinação de esporos nos diferentes pHs utilizados (4 a 9). Temperaturas amenas (15-20ºC) inibiram e/ou retardaram a germinação, enquanto que na temperatura de 30ºC encontrou-se a máxima germinação da espécie. Observou-se uma diminuição na porcentagem de germinação com o aumento da salinidade e um retardo na germinação de esporos, com 7 dias de cultivo, submetidos à RUV B. Pode-se observar também redução de crescimento em gametófitos submetidos à RUV B, bem como o surgimento de ramificações anômalas, em imagens capturadas por microscópio confocal de varredura a laser. Alterações ultraestruturais no sistema de membranas dos cloroplastos e maior presença de grãos de amido e plastoglóbulos foram observadas em gametófitos submetidos à RUV B. Não foram observadas diferenças nas curvas rápidas de luz, obtidas pelo fluorímetro PAM, tanto nos gametófitos submetidos à RUV B, quanto no controle. Houve variação na concentração de clorofilas com a diminuição de clorofila a e aumento de clorofila b em gametófitos submetidos à RUV B. Não houve diferença estatisticamente significativa com relação aos carotenóides, mas observou-se aumento de compostos fenólicos em gametófitos cultivados sob RUV B / The distribution of the global vegetation has been changing over time, but now climate change is occurring rapidly due to increased emission of gases causing the "greenhouse effect" and global warming. Acrostichum danaeifolium Langsd. & Fish. (Polypodiopsida, Pteridaceae) is a fern that typically grows in brackish or saline surrounding the coast being also found in some mangroves of the island of Santa Catarina. Coastal ecosystems considered transitional between terrestrial and marine environments, mangroves have wealth and great biological importance as natural "nurseries". This ecosystem may be severely affected by climate change. Knowing the physiology of its vegetation and its possible adaptations has fundamental importance to its preservation. Thus the study of germination and development of A. danaeifolium gametophyte is implicated in the knowledge of their reproductive characteristics, aiming at the conservation and management of the species. The objective of this study was to evaluate the effects of variations on pH, temperature, salinity and UV B radiation in the germination of spores of A. danaeifolium, correlating them the likely changes caused by climate change, and to identify morphophysiological and biochemical changes in young gametophytes undergo UV B radiation. Fertile fronds of this species were collected in permanent preservation areas (APP) of mangrove Itacorubi located in the central-west of Santa Catarina Island, SC, Brazil. Spores were filtered lens paper and stored at 7 º C. The germination test was conducted in culture room at 25°C (27 mol m-2s-1). There were no statistically significant differences in germination of spores used in the different pHs (4-9). Mild temperatures (15-20 º C) inhibited and / or delayed germination, while the temperature of 30°C was found maximum germination of the species. There was a decrease in germination with increasing salinity and a delay in spore germination, with 7 days of culture, under UV B radiation. One can also observe a reduction of growth in gametophytes subjected to UV B radiation as well as the emergence of anomalous branches in images captured by confocal laser scanning microscopy. Ultrastructural changes in the membrane system of chloroplasts and greater presence of starch grains and plastoglobules were observed in gametophytes subjected to UV B radiation. No differences were observed in the rapid light curves, obtained by the PAM fluorometer, both in gametophytes subjected to UV B radiation and in control. There were variations in chlorophyll concentration, with decreased of chlorophyll a and increase of chlorophyll b. There was no statistically significant difference with respect to carotenoids, but there was an increase of phenolic compounds in gametophytes grown under UV B radiation

São investigadas as modificações na anisotropia magnética de exchange bias (EB) de filmes finos de IrMn/Cu/Co induzidas pela irradiação de íons. Os filmes são constituídos de uma camada antiferromagnética (AF) de IrMn acoplada a uma camada ferromagnética de cobalto (Co), separadas por um espaçador não-magnético de cobre (Cu). Irradiações com íons de He+ a baixa energia foram feitas para diferentes fluências e correntes, na presença de um campo magnético de aproximadamente 5 kOe. Amostras com e sem espaçador de Cu foram irradiadas e vários feixes a diferentes energias e fluências foram empregados, de modo a compreender os processos físicos responsáveis pelas modificações observadas nas propriedades magnéticas. Uma completa reorientação do EB na direção do campo aplicado durante as irradiações é observada, assim como e obtido um aumento do campo de exchange bias (HER) com a fluência. O aumento do HEB induzido pela irradiação, e maior que o obtido via tratamento térmico. Um aumento maior e mais rápido do HEB e obtido para as amostras sem espaçador de Cu. O papel da excitação eletrônica e dos defeitos causados pela irradiação iônica e investigado usando íons de H+ e Ne+ a energias escolhidas. Uma dependência das modificações provocadas no EB com os defeitos causados pelos íons e bem estabelecida. Os resultados observados são explicados através de um modelo fenomenológico que leva em conta as modificações induzidas na estrutura granular do material AF pela irradiação iônica. / The modifications of the magnetic anisotropy (exchange bias, EB) induced by ion irradiation in IrMn/Cu/Co thin films are investigated. The films consist of an antiferromagnetic (AF) layer (IrMn), coupled to a ferromagnetic one (Co) separated by a non-magnetic spacer (Cu). Low energy He+ irradiation has been performed for different ion fluenciesiand currents, in an external magnetic field of about 5 kOe. In addition, two different samples have been irradiated (with and without Cu spacer) and ions of other elements, with different energies, have also been used in order to understand the underlying physical processes responsible for the observed modifications of the magnetic properties. A complete reorientation of the EB direction towards that of the applied field during irradiation is observed. Moreover, an increase of the EB field HEB with the ion fluence is obtained. The enhancement of HEB due to the ion irradiation, is larger than that obtained by standard thermal annealing procedure. A faster and larger increase of the HEB is observed for the samples without Cu spacer. The role of ion-induced damage and electronic excitation is investigated by using H+ and Ne+ ions at selected energies. The dependence of the EB modifications with the ion damage is well established. The observed findings are then explained through a phenomenological model which takes into account the modification of AF granular structure induced by the ion irradiation.

Há evidência para uma linha espectral em E ≈ 130 GeV nos dados do Fermi-LAT, que pode ser explicada por partículas de matéria escura aniquilando-se em fótons. Revisamos um modelo de matéria escura que consiste em um férmion de Dirac singleto e um escalar singleto. O escalar implementa a quebra espontânea de simetria no setor escuro, além de ser responsável pela comunicação entre as partículas de matéria escura e do Modelo Padrão através do acoplamento com o Higgs. Essas interações são suprimidas pela mistura do escalar com o Higgs. Assim, a matéria escura fermiônica singleta é naturalmente uma partícula massiva que interage fracamente (WIMP, na sigla em inglês) e pode explicar a densidade de relíquia observada. Esse modelo não consegue produzir o sinal identificado nos dados do Fermi-LAT, então propomos uma modificação. Introduzimos um escalar multipleto que carrega carga elétrica e acopla-se ao escalar singleto, e conseguimos produzir o sinal. O consequente aumento da razão de ramificação do processo h → γγ é consistente com medidas do experimento CMS. / There is evidence for a spectral line at E ≈ 130 GeV in the Fermi-LAT data that can be explained as dark matter particles annihilating into photons. We review a dark matter model that consists in a singlet Dirac fermion and a singlet scalar. The scalar implements the spontaneous symmetry breaking in the dark sector, and is responsible for the communication between dark matter and Standard Model particles through a coupling to the Higgs. These interactions are supressed by the mixing between the scalar and the Higgs. Therefore, the singlet fermionic dark matter is naturally a weakly interacting massive particle (WIMP) and can explain the observed relic density. This model cannot produce the signal identified in the Fermi-LAT data, so we propose a modification. We introduce a scalar multiplet that carries electric charge and couples to the singlet scalar, and succeed in producing the signal. The resulting increase of the branching ratio of the h → γγ process is consistent with measurements from the CMS experiments.

Investigamos a possibilidade de amplificação de ondas eletromagnéticas no plasma situado nas proximidades dos pólos geomagnéticos a uma altitude de até cerca de cinco raios terrestres. Nesta região ocorre o fenômeno conhecido como "Radiação Quilométrica das Auroras", o qual é uma conseqüência da interação entre o vento solar e a magnetosfera. É feita inicialmente uma ampla revisão das características observacionais conhecidas do fenômeno. Em seguida, é discutido o maser de elétron-cíclotron como possível mecanismo gerador para o fenômeno. Neste sentido, é feita inicialmente uma revisão dos principais trabalhos teóricos, os quais utilizaram o mecanismo de maser na sua formulação de freqüência complexa. Por fim, principia-se um estudo da Radiação Quilométrica das Auroras fazendo uso do maser na formulação de vetor de onda complexo. Os parâmetros físicos necessários para os cálculos de amplificação foram obtidos a partir de um modelo especialmente criado, o qual reproduz de forma aproximada as condições existentes na região aurora!, supondo inclusive um particular gradiente de densidade na direção perpendicular ao campo geomagnético. Os elementos do tensor dielétrico são calculados na aproximação de plasma localmente homogêneo e a função de distribuição considerada consiste na soma de uma maxwelliana de baixa temperatura mais uma cone-de-perda do tipo Dory-Guest-Harris relativística. A relação de dispersão é resolvida exatamente, mantendo-se todos os harmônicos e ordens de raio de Larmor necessários para garantir a convergência da solução. Foram reali zados também cálculos de traçados de raios na aproximação da óptica geométrica através do método de Poeverlein. Constatou-se que quando a razão ent re as freqüências de pla.sma e de cíclotron elet rônicas é Wpe/De < O, 1, as ondas que se propagam no modo ('X t raordinário rápido são amplificadas em freqüências muito próximas à freqüência. de cíclo t ron eletrônica e em ângulos próximos à perpendicular ao campo geomagnético. No caso oposto, Wpe/De > O, 1, são necessários valores cada vez maiores da componente do vetor de onda paralela ao campo magnético para. ocorrer amplificação, a qual é progressivamente menor. Os cálculos ele traçados ele raios mostraram que a escala espacial de variação de parâmetros, perpendicularmente ao campo magnético, é um fator muito importante na amplificação, e que a distância. necessária para uma dada amplificação pode se reduzir substancialmente quando aumenta o gradiente de densidade. / We investigate the possibility of electromagnetic wave amplification in the plasma situated over the geomagnetic peles up to a height around five earth radii. In this region occurs the most intense wave emission phenomenon in the terrestrial magnetosphere, known as "Aurora! Kilometric Radiation", which is a consequence of the solar wind-magnetosphere interaction. Initially, we make a comprehensive review on the known observational characteristics of the phenomenon. Next, the electron-cyclotron maser is discussed as a possible generation mechanism for the phenomenon, anel a review is made on the most important theoretical works, which applied the maser in the complex frequency formulation. We then begin a study on the Auroral Kilometric Radiation applying the maser mechanism in its complex wave frequency formulation . The physical parameters needed for the calculations were obtained from a particular model, especially created to approximately reproduce the real conditions in the aurora! zone, taking into account even a particular density gradient, perpendicular to the geomagnetic field. The components of the dielectric tensor are calculated in the locally homogeneous plasma approximation and the electron distribution function is taken as the sum of a cold maxwellian plus a relativistic Dory-Guest-Harris distribuition. The dispersion relation is exactly solved with all harmonics and powers of Larmor radius needed for the convergency of the solutions. We have also clone ray-tracing studies in the geometrical opti cs approximation, using the Poeverlein's method. We have found Ll1at , wh en Lhe electronic plasma to cyclotron frequencies ratio is Wpe/De < 0.1, the waves t hat propagatc in the fast extraordinary mode are amplified at frequencies very near to Lhe c.\·c lot ron frequency anel in the quasi-perpendi cular direction of the geomagnetic field. On t.hc olhcr hand , c.v·PE/De > 0.1 , the component of the wave vector parallel to the magnet i c fi eld musL have larger values for the amplification to occur, progressively smaller in valu e. The ray-L racing st udies have shown that the spatial scale of the inhomogeneity, perp endi cular to the magnetic field , is a very important factor in the amplification, anel that the cli stance to obtain a given amplification can be substantially reduced when the clensity gra.client is increasecl.

Nesse trabalho foram estudados os efeitos da irradiação iônica em filmes de carbono amorfo hidrogenado, sem (a-C:H) e com a presença de N e F (a-C:N:H e a-C:F:H, respectivamente). Os filmes foram crescidos através da técnica de Deposição Química na Fase Vapor Assistida por Plasma. Após a deposição, os filmes foram irradiados com N+ a 400 keV e Xe++ a 800 keV. Esses íons e suas energias foram escolhidos de modo que nas irradiações com N+ e Xe++ predomine o poder de predomine o poder de freamento eletrônico e nuclear, respectivamente. Alterações nas propriedades estruturais, ópticas e mecânicas foram investigadas através das técnicas de perfilometria, espectroscopia Raman, espectroscopia na região do infravermelho próximo, visível e ultravioleta, nanoindentação e técnicas de análise por feixe de íons (análises por retroespalhamento de Rutherford e análise por reação nuclear). Os resultados revelam que a irradiação causa um decréscimo na concentração atômica de H em todas as amostras, e na concentração de F nas amostras de a-C:F:H. Não foram verificadas alterações na concentração de N nos filmes de a-C:N:H. Os espectros Raman e as medidas do gap de Tauc revelam que a irradiação provoca um decréscimo na concentração de estados sp3, devido à conversão C-sp3 → C-sp2. Após as máximas fluências de irradiação, independente do íon precursor, todos os filmes apresentam uma estrutura amorfa rígida, composta com 95 a 100 % de estados sp2. Geralmente, como prevê o modelo de “clusters”, fases sp2 são planares e apresentam baixos valores de dureza. Ao contrário, nossos resultados mostram que após as maiores fluências de irradiação todos os filme combinam boas propriedades mecânicas e tensão interna nula. A rigidez da estrutura resulta do elevado grau de distorção angular nas ligações carbono sp2, o que permite a formação de anéis não hexagonais, como pentágonos e heptágonos, possibilitando a formação de sítios curvos, criando uma estrutura tridimensional. Além disso, com a redução dos estados sp3 obtivemos estruturas não usuais. Filmes de carbono amorfo tipicamente apresentam elevados valores de dureza e tensão interna compressiva, o que limita a espessura máxima do filme, prejudica sua adesão sobre determinados substratos e torna o filme suscetível à falhas mecânicas por delaminação. Através da irradiação iônica foi possível a formação de novas fases metaestáveis combinando elevada dureza e tensão interna nula, ou seja, uma nova classe de materiais com grande potencial tecnológico. / In this work, the effect of ion irradiation in amorphous hydrogenated carbon films, without (a-C: H) and with the presence of N and F (a-C: N: H and a-C: F: H, respectively) was studied. The films were deposited by the Plasma Enhanced Chemical Vapor technique. After deposition they were irradiated with 400 keV N+ and 800 keV Xe++, energies at which electronic and nuclear stopping powers respectively predominate, at fluences ranging from 1 x1014 to 3 x 1016 ions cm-2. Density and atomic composition of the samples before and after irradiation were investigated by perfilometry and ion beam analysis techniques (Rutherford backscattering spectrometry and nuclear reaction analysis). The carbon structure of the films was probed by micro-Raman analysis. Hardness and elastic modulus measurements were performed via nanoindentation technique. The intrinsic stress variation was measured through the flexion method. The results show that the irradiation produce hydrogen loss in all the samples, and loss of F in the a-C:F:H samples. The concentration of N in the a-C:N:H samples is not modified during the irradiations. The Raman and Tauc gap measurements showed that high fluences of irradiation lead to an increase in the number and/or size of the sp2-C sites, due to the C-sp3 → C-sp2 conversion. After the maximum fluencies of irradiation, for both ions, all the films present a rigid amorphous structure with 95 to 100% of sp2 phase. In general, sp2 phases are organized in planar form and show low hardness, as predicted by the clusters model. In contrast, our results show that after the irradiation process all films are hard and present null intrinsic stress. The rigidity of the structure is attributed to the creation of a three-dimensional sp2 structure. The generated high degree bond angle distortions by the ion irradiation induce the formation of non-hexagonal carbon rings, such as pentagons and heptagons, allowing therefore the formation of curved sp2 structures. The formation of new amorphous carbon phases, which combine relatively high hardness and null intrinsic stress, was possible through ionic irradiation, creating a new class of materials with great technological potentialities.