La presente tesis trata sobre el diseño de un concentrador solar Scheffler de 2.7 m2 con mecanismo de repliegue y despliegue, modular y transportable. La ventaja de este diseño es que, al reducir su tamaño y volumen, se vuelve fácilmente transportable, lo que hace que esta tecnología sea accesible incluso en zonas de difícil acceso en el Perú, donde la falta de buenas vías y los altos costos de transporte representan barreras significativas. Esto es especialmente relevante, dado que el diseño original del equipo implica elementos frágiles, como los espejos. Para lograr este objetivo, en primera instancia se define el alcance de la tesis y se lleva a cabo una investigación sobre el estado de la tecnología relacionada con concentradores solares y sistemas desplegables, como el origami, que permite reducir en área y volumen cualquier sistema usando patrones definidos. Luego, siguiendo la metodología de diseño según las normas alemanas VDI 2221 y VDI 2225, se elabora una lista de requerimientos y se proponen diseños conceptuales, seleccionando finalmente el proyecto preliminar definitivo teniendo en cuenta aspectos técnicos y económicos. Por último, se realizan los cálculos necesarios para dimensionar el equipo y se elaboran los planos de fabricación y ensamblaje correspondientes. Los resultados de esta investigación muestran que se logró diseñar un concentrador solar de 2.7 m2 que reduce su volumen en más del 75% al plegarse, además de diseñarlo con una ergonomía adecuada para su uso, ya que el foco se encuentra a 1 metro del suelo. El costo total estimado para el diseño y la fabricación del primer prototipo es de S/. 11,401.58. / The present thesis deals with the design of a 2.7 m2 Scheffler solar concentrator with a folding and unfolding mechanism, modular and transportable. The advantage of this design is that, by reducing its size and volume, it becomes easily transportable, making this technology accessible even in hard-to-reach areas in Peru, where the lack of good roads and high transportation costs represent significant barriers. This is particularly relevant, given that the original design of the equipment involves fragile elements, such as mirrors. To achieve this objective, the scope of the thesis is first defined, and research is conducted on the state of technology related to solar concentrators and deployable systems, such as origami, which allows reducing the area and volume of any system using defined patterns. Then, following the design methodology according to the German standards VDI 2221 and VDI 2225, a list of requirements is elaborated, and conceptual designs are proposed, finally selecting the definitive preliminary project considering technical and economic aspects. Finally, the necessary calculations are made to size the equipment, and the corresponding manufacturing and assembly drawings are elaborated. The results of this research show that a 2.7 m2 solar concentrator was designed, which reduces its volume by more than 75% when folded, and it is also designed with suitable ergonomics for use, as the focal point is one meter above the ground. The estimated total cost for the design and manufacturing of the first prototype is S/. 11,401.58.

[pt] Diversos trabalhos de pesquisa constatam as evidentes correlações entre a exposição excessiva à radiação solar e a incidência de câncer de pele, de catarata e de envelhecimento precoce da pele. O mercado de cosméticos destinados à proteção solar encontra-se em franca expansão; diversos países adotam legislações específicas para esses produtos. No Brasil eles são regulados pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Porém, não existem métodos oficiais de análise química para determinar filtros solares em cosméticos. No presente trabalho foi desenvolvido um procedimento de análise qualitativa de cosméticos comerciais com filtros solares por espectrometria de massa LDI-TOF (Laser Desorption Ionization - Time-of-Flight). A técnica LDI utiliza um feixe de luz laser monocromático, Lambda = 337nm, como sonda para excitar, dessorver e ionizar o analito. Embora o espectro da radiação solar seja contínuo, o comprimento de onda utilizado em LDI se situa bem próximo do valor médio da faixa de radiação que compreende UVA e UVB, o que torna a técnica LDI potencialmente apropriada para excitar moléculas das substâncias ativas similarmente aos raios solares. Por tais características, é razoável esperar que LDI seja seletiva para detectar filtros solar presentes nas composições dos cosméticos. Paralelamente, foi utilizada também a espectrometria de massa (252)Cf-PDMS (Plasma Desorption Mass Spectrometry), que utiliza os fragmentos de fissão do nuclídeo radioativo califórnio 252 no lugar do laser. Foram obtidos espectros de massa de íons positivos e negativos de 8 cosméticos comerciais por ambas as técnicas, bem como espectros PDMS das substâncias ativas permitidas pela ANVISA. As massas observadas nos espectros de massa LDI dos produtos selecionados foram comparadas com: i) as massas moleculares de todas as substâncias ativas permitidas; ii) as massas observadas nos espectros PDMS das substâncias padrões permitidas e dos cosméticos comerciais; iii) as massas moleculares dos filtros solares indicados nos rótulos. A seletividade da técnica LDI para identificar filtros solares em cosméticos foi demonstrada pelos espectros de massa de íons positivos e negativos das oito amostras analisadas. / [en] Several studies of research note the obvious correlation between excessive exposure to sunlight, and the incidence of skin cancer, cataracts and premature aging of the skin. The market for cosmetics for sun protection is in the booming; various countries adopt laws specific to these products. In Brazil they are regulated by the National Sanitary Surveillance Agency (ANVISA). However, there are no official methods of chemical analysis to determine solar filters in cosmetics. In this work was developed a procedure for qualitative analysis of commercial cosmetics with solar filters by mass spectrometry LDI-TOF (Laser Desorption Ionization - Time-of-Flight). LDI technique uses a beam of monochromatic laser light, Lambda = 337 nm, as a probe to excite, desorbs and ionize the analyte. Although the spectrum of solar radiation is continuous, the wavelength used in LDI is well on the average range of radiation that includes UVA and UVB, which makes technical LDI potentially suitable to excite molecules of active substances similarly to lightning Sun. For such characteristics, it is reasonable to expect that LDI be selective to detect solar filters presents on cosmetics products. In parallel, was also used mass spectrometry (252)Cf-PDMS (Plasma Desorption Mass Spectrometry), which uses fragments of the fission of radioactive nuclide californium 252 instead of laser. Mass spectra were obtained from positive and negative ions, eight commercial cosmetics by both techniques, and PDMS spectra of active substances allowed by ANVISA. Masses observed on LDI mass spectra from selected products were compared with: i) molecular masses of all active substances allowed; ii) masses observed on PDMS mass spectra from standards allowed and commercial cosmetics; iii) molecular masses of sunscreens in its labels. The selectivity of the LDI technique to identify solar filters in cosmetics was demonstrated by mass spectra of positive and negative ions of the eight samples.

Tesis por compendio / [ES] La creciente urbanización e industrialización de las sociedades en las últimas décadas han provocado una alta demanda de energía. No obstante, mientras no se desarrollen fuentes de energía renovables que se constituyan como un reemplazo plausible de las actuales, la liberación de gases de efecto invernadero y sus consecuencias sobre el cambio climático difícilmente serán atajadas. Por ello, se está llevando a cabo una intensa búsqueda de energías renovables para un futuro inmediato. En los últimos años, la perovskita ha alcanzado una gran popularidad, centrando numerosos esfuerzos de investigación debido a sus propiedades ópticas y eléctricas únicas. Como por ejemplo su alto coeficiente de absorción y su alta movilidad de carga. Esta tesis comprende seis artículos científicos en torno a las perovskitas. Por un lado, 3 trabajos estudian los fenómenos ópticos que ocurren en el seno del material, con la finalidad de lograr una mejor comprensión de éstos. Puesto que el conocimiento de estos fenómenos ópticos a nivel individual (cristales aislados) permite modular y adaptar su síntesis y morfología para aplicaciones determinadas. Por otro lado, las perovskitas han sido implementadas en distintos dispositivos para su aplicación en tres campos: fotocatálisis, sensores y fotovoltaica. Por primera vez, se ha logrado utilizar este material para la obtención de hidrógeno llevando a cabo la reacción en fase vapor. Asimismo, diversas composiciones de perovskita se han usado para decorar grafeno y detectar niveles traza de Compuestos Orgánicos Volátiles (COV) como benceno y tolueno. Y finalmente se ha desarrollado una estrategia para insertar en la estructura de la perovskita moléculas orgánicas, de forma que se permite una ampliación de la fotorespuesta en el espectro visible. Por lo tanto, las perovskitas se han implementado exitosamente en aplicaciones de diversa índole, constituyéndose como un material prometedor y fácilmente adaptable a los distintos requisitos de cada campo de estudio. / [CAT] La creixent urbanització i industrialització de les societats durant les últimes dècades han provocat una alta demanda d'energia. No obstant això, fins que no es desenvolupen fonts d'energia renovables que puguen ser un reemplaçament plausible de les actuals, l'alliberament de gasos d'efecte hivernacle i les seues conseqüències sobre el canvi climàtic seran difícilment aturades. Per tant, s'està duent a terme una intensa cerca d'energies renovables per a un futur immediat. En els últims anys, la perovskita ha aconseguit una gran popularitat, centrant nombrosos esforços de recerca a causa de les seues propietats òptiques i elèctriques úniques. Per exemple, el seu al coeficient d'absorció i la seua alta mobilitat de càrrega. Aquesta tesi reuneix sis articles científics al voltant de les perovskites. Per una banda, 3 treballs estudien els fenòmens òptics que ocorren en el material, amb la finalitat d'assolir una major comprensió d'aquests. Donat que el coneixement d'aquests fenòmens òptics a nivell individual (cristalls aïllats) permeten modular i adaptar la seua síntesi i morfologia per a determinades aplicacions. Per altra banda, les perovskites han sigut implementats en diferents dispositius per a la seua aplicació en tres camps: fotocatàlisi, sensors i fotovoltaica. Per primera vegada, s'hi ha aconseguit utilitzar aquest material per a l'obtenció d'hidrogen duent a terme la reacció en fase vapor. Així mateix, diverses composicions de perovskita s'han utilitzat per a decorar grafè i detectar nivells traça de Compostos Orgànics Volàtils (COV) com benzè i toluè. I finalment s'ha desenvolupat una estratègia per a inserir en l'estructura de la perovskita molècules orgàniques, de forma que es permet una ampliació de la fotoresposta en l'espectre del visible. Per tant, les perovskites s'han implementat exitosament en aplicacions de diversa índole, constituint-se com un material prometedor i fàcilment adaptable als diferents requisits de cada camp d'estudi. / [EN] During the last decades, the growing urbanization and industrialization result in a significant need for energy. However, since feasible renewable energy sources should be further developed to replace the current energy source, the release of greenhouse gases and their climate change consequences are difficult to overcome. For that reason, the development of renewable energy sources has been attracting growing research efforts. Recently, perovskites gathered great interest owing to their outstanding optical and electrical properties. For instance, their high absorption coefficient and superior charge mobility. This thesis comprises six scientific articles about perovskites. On one hand, 3 works study the optical phenomena that occur within the material in order to achieve a better understanding. The deep knowledge of these optical phenomena's at the individual level (isolated crystals) enable the modulation and tuning of their synthesis and morphology to match specific applications. On another hand, perovskites have been implemented in several devices for their application in three research fields: photocatalysis, sensors, and photovoltaic. For the first time, this nanomaterial was successfully employed for obtaining hydrogen carrying out the reaction in the vapor phase. Likewise, several perovskite compositions have been used for decorating graphene and detect trace levels of Volatile Organic Compounds (VOC) as benzene and toluene. And finally, it has been developed a strategy to insert organic molecules in the perovskite structure, resulting in an enhanced photoresponse in the visible range. Therefore, perovskites have been successfully implemented in several applications, becoming a promising material and easily adaptable to the different requirements needed in each field of study. / Financial support from the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (Severo Ochoa, SEV-2016-0683), Intramural CSIC project 201680I006, and Fundación Ramón Areces (XVII Concurso Nacional para la adjudicación de Ayudas a la Investigación en Ciencias de la Vida y de la Materia) is gratefully acknowledged. This research was financially supported by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (Mineco) of Spain (TQ2011-26455)2, MAT2015-69669-P, and regional government grant PrometeoII/2017/026. This work was supported by Spanish ministry of Economy, Industry and Competitiveness (MINECO) through the projects TEC2015-74405-JIN, MAT2015-69669-P as well as the regional projects of both Provincia Autonoma di Trento (PAT) of Italy, through the call Grandi Progetti 2012: SIQURO and the Comunidad Valenciana of Spain project PrometeoII/2014/026. This work was supported in part by MICINN and FEDER via grants no. RTI2018-101580- B-I00, by AGAUR under grant. 2017SGR418. S. R.-B. thanks the Research Executive Agency (REA) and the European Commission for the funding received under the Marie Skłodowska Curie actions (H2020-MSCA-IF-2015/Grant agreement number 709023/ZESMO). R. G. A. acknowledges the FPI scholarship from MINECO MAT2015-69669-P. P. A. acknowledges the financial support from the Spanish Government through ‘Severo Ochoa” (SEV-2016-0683, MINECO) and PGC2018-099744-B-I00 (MCIU/AEI/FEDER) / García Aboal, R. (2021). Propiedades optoelectrónicas en perovskitas halogenadas y su aplicación en energía y sensores [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/175357 / Compendio

Tesis por compendio / [ES] Las células solares de perovskitas de haluros (HaPSC) se han convertido en uno de los principales candidatos para la producción de dispositivos fotovoltaicos de nueva generación. Sin embargo, su comercialización exige que cumplan estrictos requisitos de rendimiento, seguridad y longevidad. Se sabe que la estabilidad intrínseca de las perovskitas de haluro está estrechamente relacionada con la química de los defectos que se producen en su interior, ya que algún defecto puede participar o iniciar procesos de degradación. Además, algunos de los defectos más comunes en estos sistemas crean estados de trampa poco profundos y electrónicamente activos, que pueden influir en procesos clave como el transporte y recombinación de cargas, lo que los convierte en fundamentales para determinar el rendimiento de los dispositivos. La ingeniería de disolventes ha cobrado importancia como técnica para controlar la cristalización de películas delgadas de haluros de perovskita, lo que ha dado lugar a mejoras experimentalmente observables en la calidad y estabilidad de los cristales, así como a reducciones significativas en las densidades de defectos. A pesar de los importantes esfuerzos realizados recientemente para desarrollar las HaPSC, el rendimiento y la estabilidad de las composiciones con bandas prohibidas anchas han quedado rezagados con respecto a las composiciones para los dispositivos de unión única. El objetivo de esta tesis es abordar este problema desarrollando técnicas experimentales para mejorar las perovskitas inorgánicas de haluros mixtos. Aunque la ingeniería de disolventes puede introducir, reducir o pasivar defectos electrónicamente activos (dopantes) en las perovskitas de haluro, se han realizado relativamente pocas investigaciones sobre los procesos físicos que se producen en los sistemas dopados. Además, las químicas activas de estos sistemas, que aún se están investigando, pueden dar lugar a comportamientos transitorios o a la activación de procesos complejos, lo que complica los esfuerzos experimentales. En esta tesis, estos problemas se superan empleando simulaciones por ordenador para investigar el origen y los factores que dan lugar a niveles óptimos de dopaje en las HaPSCs. Esta tesis doctoral se compone de tres artículos que han sido publicados en revistas indexadas. Dos de ellos desarrollan técnicas experimentales para controlar la cristalización de la película y la estabilidad de las perovskitas de bandas prohibidas anchas. El tercer artículo investiga el papel que desempeñan los dopantes electrónicos en el rendimiento de los dispositivos y cómo pueden aprovecharse para producir HaPSC superiores. En conjunto, estos resultados aportan nuevos conocimientos y técnicas a los experimentadores que trabajan con dispositivos de alto rendimiento. / [CA] Les cèl·lules solars de perovskita d'halur (HaPSC) s'han convertit en un dels principals candidats per a la producció de dispositius fotovoltaics de nova generació. Tanmateix, la seua comercialització requereix que compleixen exigències estrictes en termes de rendiment, seguretat i longevitat. Se sap que l'estabilitat intrínseca de les perovskites d'halur està estretament relacionada amb les químiques de defectes que es produeixen dins d'elles, ja que algun defecte pot participar o iniciar processos de degradació. A m¿es, alguns defectes predominants en aquests sistemes creen estats de trampa poc profunds i electrònicament actius, que poden influir en processos clau com el transport i la recombinació de càrregues, fent-los clau per determinar el rendiment dels dispositius. L'enginyeria de dissolvents ha guanyat rellevància com a tècnica per controlar la cristal·lització de pel·lícules primes de perovskita d'halur, donant lloc a millores experimentalment observables en la qualitat i l'estabilitat dels cristalls, així com a reduccions significatives de la densitat de defectes. Malgrat els esforços recents substancials per desenvolupar les HaPSC, el rendiment i l'estabilitat de les composicions de bandes prohibides amples s'han quedat per darrere de les adequades per a dispositius d'unió única. L'objectiu d'aquesta tesi és abordar aquest problema mitjançant el desenvolupament de tècniques experimentals per millorar les perovskites inorgàniques d'halur mixtos. Tot i que l'enginyeria de dissolvents pot introduir, reduir o passivar defectes electrònicament actius (dopants) en perovskites d'halur, hi ha hagut relativament poques investigacions sobre els processos físics que es produeixen en sistemes dopats. A més, les químiques actives d'aquests sistemes, que encara s'estan investigant, poden donar lloc a comportaments transitoris o a l'activació de processos complexos, cosa que complica els esforços experimentals. En aquesta tesi, aquests problemes es superen mitjançant l'ús de simulacions per ordinador per investigar l'origen i els factors que donen lloc a nivells òptims de dopatge en les HaPSC. Aquesta tesi doctoral està formada per tres articles que s'han publicat en revistes indexades. Dos d'aquests desenvolupen tècniques experimentals per controlar la cristal·lització de la pel·lícula i l'estabilitat de les perovskites de bandes prohibides amples. El tercer article investiga el paper que tenen els dopants electrònics a l'hora de determinar el rendiment dels dispositius i com es poden aprofitar per produir HaPSC superiors. En conjunt, aquests resultats generen noves idees i proporcionen tècniques per als experimentadors que treballen amb dispositius d'alt rendiment. / [EN] Halide perovskite solar cells (HaPSCs) have become one of the leading candidates for the production of next generation photovoltaic devices. However, commercialisation requires them to meet stringent demands in terms of performance, safety and longevity. The intrinsic stability of halide perovskites is known to be closely related to defect chemistries occurring within them since some defects can participate in, or initiate, degradation processes. Moreover, some common defects in these systems create electronically active shallow trap states, which can influence key processes such as charge transport and recombination - making them key in determining device performance. Solvent engineering has gained relevance as a technique for controlling the crystallisation of halide perovskite thin films, leading to experimentally observable improvements in crystal quality and stability as well as meaningful reductions in defect densities. Despite substantial recent efforts into developing HaPSCs, the performance and stability of wide-bandgap compositions has lagged behind those suitable for single-junction devices. The aim of this thesis is to address this problem by developing experimental techniques for improving mix-halide inorganic perovskites. Although solvent engineering can introduce, reduce or passivate electronically active defects (dopants) in halide perovskites, there have been relatively few investigations into the physics occurring in doped systems. Moreover, the active chemistries in these systems, which are still under investigation, can result in transient behaviours or the activation of complex processes - complicating experimental efforts. In this thesis, these problems are overcome by employing computer simulations to investigate the origin and factors giving rise to optimal doping levels in HaPSCs. This doctoral thesis is made up of three articles which have been published in indexed journals. Two of these develop experimental techniques for controlling the film crystallisation and stability of wide-bandgap perovskites. The third article investigates the role of electronic dopants in determining device performance, and how they may be harnessed to produce superior HaPSCs. Together, these results generate new insights and provide techniques for experimentalists working with high performance devices. / This work was funded by the Generalitat Valenciana (ACIF/2020/286), the Ministerio de Economía y Competitividad (Grant Number PID2019-107137RB-C21), European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme (Marie Sklodowska-Curie grant No. 893194), the French Agence Nationale de la Recherche (contract number ANR-17-MPGA-0012), and the French government in the frame of the program of investments for the future (Programme d’investissement d’Avenir ANR-IEED-002-01) Alexander Wyn Stewart. acknowledges the Generalitat Valenciana and the EU for financial support (ACIF/2020/286). / Stewart, AW. (2024). Hybrid Perovskites for Photovoltaic Applications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/202847 / Compendio

O uso de formulações fotoprotetoras tem aumentando muito nas últimas décadas devido ao maior conhecimento dos danos causados pela radiação UV e maior preocupação com o fotoenvelhecimento. Desta maneira observa-se um grande esforço por parte dos pesquisadores e indústrias para o desenvolvimento de novos filtros solares estáveis, eficazes e que agradem ao consumidor. Neste contexto destaca-se o fosfato de cério (CePO4), substância proposta para ser utilizada como filtro solar inorgânico devido a sua alta absortividade no UV, além de apresentar baixa atividade fotocatalítica e relativa transparência na luz visível, diferente dos filtros inorgânicos comumente utilizados em fotoprotetores. Assim o objetivo do presente trabalho foi o desenvolvimento e avaliação da estabilidade e das propriedades fotoprotetoras de formulações cosméticas contendo CePO4. Inicialmente realizou-se a caracterização dos filtros solares inorgânicos em estudo para um melhor conhecimento das características do material. Posteriormente foi desenvolvida uma formulação base (F8) na qual se associou uma combinação de filtros orgânicos (F8A) a qual foi acrescida de filtros inorgânicos ZnO, TiO2 e CePO4 (F8B, F8C e F8D, respectivamente). Após a realização de testes preliminares de estabilidade, as formulações foram submetidas à avaliação da estabilidade física (reologia) e química (CLAE). Ainda, a atividade fotocatalítica destas formulações foi avaliada para verificar a influência dos filtros inorgânicos objeto de estudo na estabilidade da formulação. Observou-se que a formulação contendo CePO4 além de apresentar superior estabilidade, quando comparada com os tradicionais filtros inorgânicos, ainda demonstrou menor atividade fotocatalítica no veículo a qual foi acrescida. Em seguida a segurança das formulações foi avaliada por meio de ensaios de citotoxicidade em culturas de fibroblastos 3t3 e teste de irritabilidade cutânea in vivo. Nenhuma das formulações apresentou irritabilidade cutânea e o ainda o CePO4 apresentou ótima compatibilidade no estudo de citotoxicidade in vitro. As formulações foram então submetidas à avaliação da eficácia por determinação do FPS in vivo e apresentaram valores entre 19,9 e 22,9, não havendo diferença significativa entre elas. A avaliação do residual branco das formulações também foi estudada em placas de silicone e observou-se que quando acrescida de CePO4 a formulação apresenta menor efeito inestético, demonstrando mais um diferencial deste material, o que possibilitará a utilização em maiores concentrações dos já usuais filtros UV inorgânicos. Assim, podemos concluir que o material proposto como novo filtro inorgânico UV (CePO4), possui potencial para ser utilizado em fotoprotetores uma vez que foram demonstradas todas as características necessárias para tal, ou seja, estabilidade, segurança e eficácia comprovados. Ainda, o CePO4 permite o desenvolvimento de formulações com sensorial adequado para aplicação, proporcionando um menor residual branco na pele, fato que interfere diretamente na aplicação desta classe de produtos. / The use of sunscreens has increased in recent years due to increase of knowledge about the damage caused by UV radiation and a greater concern with the photoaging. Because of that, it have been observed a effort by the research community and industry to develop new stable and effective UV filters, and formulations with appropriate sensorial during application. In this context it could be emphasize the cerium phosphate (CePO4), material proposed to be used as inorganic UV filter due to its high absorptivity in the UV range, besides its low photocatalytic activity and relative transparency in visible light, unlike inorganic filters commonly used in sunscreens. Thus the aim of this study was the development and evaluation of stability and photoprotective efficacy of cosmetic formulations containing CePO4. Initially the CePO4 was evaluated for a better understanding of the characteristics of this material. Subsequently a base formulation (F8) containing a combination of organic UV filters (F8A) was increased by the inorganic filters ZnO, TiO2 and CePO4 (F8B , F8C and F8d , respectively). After conducting preliminary stability tests, the formulations were evaluated for their physical (rheology) and chemical (HPLC) stability. Then, the photocatalytic activity of these formulations was evaluated to verify the influence of the addition of inorganic UV filters in formulations stability. It was observed that the formulation containing CePO4 besides having superior stability compared with conventional inorganic filters, also showed a lower photocatalytic activity. After, the safety of the formulations was evaluated by means of cytotoxicity assays on 3T3 fibroblast cultures and in vivo irritability skin test. None of the formulations presented cutaneous irritability and, besides of that the CePO4 showed excellent compatibility in the in vitro cytotoxicity study. The efficacy of the studied formulations were then evaluated by determining the in vivo SPF and it was obtained values between 19.9 and 22.9, with no significant difference between the different formulations studied. Also, the evaluation of the white residual after application was assessed in silicon plates and it was observed that the formulation containing CePO4 shows less unaesthetic effect, demonstrating a differential of this material , which will allow the use in higher concentrations them the usual inorganic UV filters. Thus, we conclude that the material proposed as new inorganic UV filter (CePO4) has potential to be used in sunscreens with stability, safety and efficacy demonstrated. Further, the CePO4 allows the development of formulations with suitable sensory for application providing a smaller white residual on skin, which interferes directly in the application of these kin of products.

A indústria cosmética tem se dedicado a desenvolver produtos com apelo antienvelhecimento no intuito de prevenir, retardar e amenizar rugas, englobando assim diversos benefícios para pele em um único produto. Dessa forma, é de fundamental importância avaliar a influência da associação de diferentes ativos cosméticos em uma mesma formulação no que se refere à eficácia da mesma. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo desenvolver formulações cosméticas contendo oligossacarídeos da alfafa, polissacarídeos da mandioca e filtros solares, bem como a analisar a influência desses componentes no sensorial, textura e eficácia clínica de tais formulações após uma única aplicação (efeitos imediatos) e com o uso prolongado (efeitos em longo prazo). Para tal, formulações cosméticas, contendo ou não filtros solares e ativos objeto de estudo, isolados ou em associação, foram desenvolvidas e submetidas a estudo de estabilidade. As formulações estáveis foram analisadas quanto à textura, espalhabilidade e sensorial. Foram avaliados os efeitos imediatos das formulações com relação a hidratação, função barreira e microrrelevo da pele. Ademais, foi realizada a eficácia clínica das formulações após 45 dias de aplicação na hidratação, função barreira, controle da oleosidade, propriedades mecânicas e microrrelevo da pele. Além disso, foi avaliada a quantidade e largura de poros, padrão de coloração de manchas na pele, ecogeneicidade e espessura da derme. De acordo com os resultados as formulações desenvolvidas foram estáveis e a formulação que contendo filtros e ativos obteve melhores resultados em relação a textura, espalhabilidade e sensorial. No estudo de eficácia clínica, a formulação multifuncional contendo filtros solares e os ativos mostrou efeitos mais pronunciados na melhora da hidratação, microrrelevo e viscoelasticidade da pele. Com relação à influência dos componentes da formulação, a presença de filtros solares na formulação interferiu negativamente nos efeitos imediatos na hidratação e função barreira da pele e positivamente nos parâmetros relacionados ao microrrelevo cutâneo. Os oligossacarídeos de alfafa e polissacarídeos da mandioca mostraram influência positiva e sinergismo na melhora das propriedades mecânicas da pele. Em síntese, a formulação contendo a associação de ativos e filtros solares mostrou eficácia na melhora imediata e em longo prazo das condições gerais da pele envelhecida, além de possuir características sensoriais que atenderam às expectativas das voluntárias, mostrando a importância. Por fim, este estudo mostrou a importância do conhecimento dos componentes das formulações cosméticas e da combinação de substâncias ativas e filtros solares para a elaboração de protocolos de Pesquisa & Desenvolvimento para a obtenção de cosméticos multifuncionais eficazes / The cosmetic industry has been dedicated to develop products with anti-aging appeal in order to prevent, delay and soften wrinkles, combining many benefits for the skin in a single product. Thus, it is crucial to evaluate the influence of the association of different cosmetic actives in the same formulation as regards the effectiveness thereof. In this context, the present study aimed to develop cosmetic formulations containing oligosaccharides alfalfa, polysaccharides cassava and sunscreens, as well as to analyze the influence of these components in the sensory, texture and clinical efficacy of such formulations after a single application (immediate effect) and prolonged use (long-term effects). The cosmetic formulations, with or without sunscreens and active ingredients studied, alone or in combination, were developed and undergone to stability studies. The stable formulations were analyzed regarding texture, spreadability and sensory. The immediate effects of the formulations were evaluated in relation to moisture, barrier function and skin microrelief. Furthermore, the clinical efficacy of the formulations were performed after 45 days of application and were observed the hydration, barrier function, control of sebum, mechanical properties and the skin microrelief. In addition, the number and width of pores staining pattern of spots, echogenicity and thickness of the dermis was evaluated. According to the results the developed formulations were stable and the formulation containing filters and actives showed better results in relation to texture, spreadability and sensory. In the study of clinical efficacy, multifunctional formulation containing sunscreens and actives showed more pronounced effects in improving hydration, micro relief and skin viscoelasticity. Regarding the influence of the formulation components, the presence of sunscreens in the formulation had a negative influence on the immediate effects on the skin hydration and barrier function and positive influence in the parameters related to the skin microrelief. The oligosaccharides and polysaccharides alfalfa cassava showed positive influence and synergism in improving the mechanical properties of the skin. In summary, the correlation of the techniques used were essential to the establishment of a stable multi-functional formulation, with sensory characteristics that met to the expectations of the volunteers and with proven clinical efficacy improving immediate and long-term effects of the general conditions of aging skin. Finally, this study showed the importance of knowledge of cosmetic formulations components for directing the Research & Development of effective multifunctional cosmetics.

As células solares poliméricas (PSCs) e diodos emissores de luz poliméricos (PLEDs) destacam-se dos seus análogos inorgânicos pela possibilidade de reduzir custo de fabricação, obtenção de dispositivos mais leves e flexíveis, maior liberdade no design e menor tempo de produção de dispositivos, devido à sua maior facilidade de processamento. Neste trabalho foram investigadas as mudanças nas propriedades fotofísicas, eletroquímicas e elétricas do poli[2,7-(9,9-dioctilfluoreno)-alt-4,7-bis(2,5-tiofeno)-2,1,3-benzotiadiazol] (PDBT) e seus derivados contendo grupos substituintes hexila no anel tiofeno. Este polímero conjugado é conhecido por seu potencial para aplicações em PSCs. Para tanto, três copolímeros, contendo diferentes concentrações de mero tiofeno substituído, foram sintetizados via reação de acoplamento de Suzuki. Usando técnicas adequadas, foram verificadas correlações entre o comportamento fotofísico, térmico e elétrico dos copolímeros e o teor de tiofeno substituído. Os materiais poliméricos sintetizados foram aplicados como camada ativa em PLEDs e PSCs. Em relação aos PLEDs, foi verificada baixa luminância e emissão de luz na faixa da cor laranja e cor verde. Além disso, diferentes efeitos, relacionados com a concentração de tiofeno substituído e as propriedades fotovoltaicas, foram identificados nas PSCs montadas. / Polymer Solar cells (PSCs) and polymer light-emitting diodes (PLEDs) draw attention from their inorganic analogues for the possibility of manufacturing cost reduction, more light and flexible devices, as well as the greater design freedom and shorter production time devices due to its easier processing. In this work, we investigated the changes in the photophysical, electrochemical and electrical properties from poly[2,7-(9,9-dioctylfluorene)-alt-4,7-bis(2,5-thiophene)-2,1,3-benzothiadiazole] (PDBT) that was caused by hexyl substituents introduction on the copolymer thiophene rings. This conjugated polymer system is known for its PSCs applications potential. Therefore, three copolymers, with different concentrations of substituted thiophene mere, were synthesized by Suzuki polycondensation. Using appropriate techniques, direct relationships were verified between the photophysical, thermal and electrical behavior from copolymers and substituted thiophene content. The synthesized polymeric materials were applied as active layer in PLEDs and PSCs. Regarding PLEDs, it was verified a low luminance and light emission in the range of orange and green colors. Furthermore, different effects, related to the substituted thiophene concentration and photovoltaic properties, were identified from mounted PSCs.

Projetar sistemas de janela considerando a adequação climática envolve lidar com os efeitos do meio externo, que são dinâmicos, e com estratégias que podem ser conflitantes, tais como o controle do ganho de calor solar e aproveitamento da iluminação natural, ambos elementos provenientes da radiação do Sol. Parte-se do princípio de que isso é feito considerando o impacto de diferentes variáveis de projeto em diferentes indicadores de desempenho simultaneamente, para suporte a decisão. O estudo do efeito dessas variáveis de projeto da janela quando combinadas ainda não é consolidado, especialmente no caso de localidades de baixa latitude. O objetivo geral desta pesquisa de doutorado é avaliar sistemas de janela estáticos e dinâmicos para suporte a decisões de projeto arquitetônico, quanto a diferentes critérios de desempenho relacionados à iluminação natural e uso de energia, de forma integrada. São estudados sistemas de janela compostos por uma abertura envidraçada e proteções solares de aletas horizontais externas, fixas e móveis. O recorte engloba edificações com uso de escritório no contexto do clima quente e úmido da cidade de Maceió-AL. Para isso, simulações computacionais integradas utilizando os softwares Daysim e EnergyPlus foram realizadas, considerando o acionamento das lâmpadas apenas quando a luz natural não fosse suficiente para atender ao uso do ambiente. As variáveis de projeto analisadas foram: percentual de área de abertura, tipo de vidro, ângulo de sombreamento, quantidade de aletas, tipo de acionamento do sistema de proteção solar e orientação da abertura. As soluções arquitetônicas resultantes das combinações de todas as variáveis entre si foram avaliadas com relação à disponibilidade e distribuição da luz natural e demanda de energia elétrica para condicionamento do ar e iluminação artificial no ambiente interno, e classificadas segundo dois indicadores principais. Foram identificadas as variáveis de projeto dentre as analisadas com maior potencial de impacto no desempenho obtido em diferentes situações. Os resultados mostraram que é possível uma alternativa se encontrar em uma faixa de 10% melhores cenários nos dois indicadores ao mesmo tempo. Observou-se ainda que, apesar de a demanda de energia para condicionamento do ar ser frequentemente maior do que a demanda para iluminação, o desempenho da abertura quanto à iluminação pode ter um peso decisivo na escolha de projeto, pois este indicador de desempenho é mais sensível às variáveis da janela estudadas do que o primeiro. Por fim, observou-se que os protetores solares dinâmicos não são garantia de melhoria de desempenho em relação a sistemas estáticos. / Designing window systems in a climate responsive way involves dealing with the effects of the external environment, which are dynamic, and strategies that may conflict, such as daylight and control of solar heat gains, both elements related to the sun. This research assumes that this is done considering the impact of different design variables in different performance indicators simultaneously, for decision support. The study of the effect of window design variables when combined is not yet consolidated, especially in case of low latitude locations. The general objective of this doctoral research is to evaluate static and dynamic window systems to support architectural design decisions regarding different performance criteria related to daylight and energy use, in an integrated manner. The studied window system consists of a glazed opening and external horizontal slat-type shading devices, fixed and mobile, in offices in the hot and humid climate of the city of Maceió-AL. For this, computer integrated simulations using Daysim and EnergyPlus software were carried out, considering the activation of the lighting system only when daylight is not sufficient to meet the usage requirements. The design variables analyzed were window-to-wall ratio, glazing type, cut-off angle, number of slats, type of shading control and orientation. Architectural solutions resulting from combinations of all variables were evaluated regarding the availability and distribution of daylight and electricity demand for air conditioning and artificial lighting in the indoor environment. The solutions were then rated and ranked according to two main indicators. The design variables among the analyzed with potential of high impact in the obtained performance in different situations were identified. The results showed that it is possible an alternative be in a range of 10% best scenarios in the two criteria at the same time. It was also observed that, although the energy demand for conditioning air often be greater than the lighting energy demand, the performance of the window on daylight can have a decisive weight on the design choice, because this performance indicator is more sensitive to the window variables than the first. Finally, it was observed that the dynamic shading systems are not performance-enhancing guarantee compared to static systems.

O objetivo do trabalho foi demonstrar que o polivinilcarbazol (PVK) dopado com Perclorato de Lítio (LiClO4) pode converter energia luminosa em energia elétrica. Esse material polimérico possui a propriedade de absorver e gerar pares de elétron-lacunas fornecendo uma corrente elétrica quando exposto à iluminação. Para essa finalidade foi construído um dispositivo (célula solar) com a seguinte estrutura: vidro / ITO / a-Si:H (p) / polímero PVK / µ-Si:H (n) / Al, tendo o PVK dopado como camada ativa. O estudo proposto, dessa maneira, teve como finalidade: pesquisar, desenvolver, fabricar e caracterizar esse dispositivo, analisando suas características elétricas e ópticas, sua eficiência de conversão (rendimento) e outros fatores relacionados ao seu desempenho e do processo de fabricação. / The objective of this article is to demonstrate that the Poly(N-vinylcarbazole) PVK dumped with lithium perchlorate (LiClO4) can transform solar energy to electrical energy. This polymer material has the property of absorbing and generate electron hole pairs, providing an electric current when exposed to enlightenment. To achieve that, a solar cell has been constructed with the follow structure: glass structure/ITO/a-Si:H (p)/polymer PVK/µ-Si:H (n)/Al, with the PVK working as active layer. This proposed article had the objective to research, develop, construct and characterize this device, analyzing its electrical and optical characteristics, efficiency and other topics related to its development and construction process.

O aumento do conhecimento em relação aos danos provocados pela radiação solar, tanto na faixa do UVB quanto na faixa do UVA, o avanço nas tecnologias relacionadas ao produto e às formas de avaliação bem como a disponibilização de novas moléculas no mercado levaram ao aumento da qualidade da proteção proporcionada pelos fotoprotetores. Entretanto, ainda há preocupações em relação à segurança de alguns filtros solares devido a sua fotoinstabilidade e penetração cutânea. Dessa forma, torna-se necessário o desenvolvimento de novos filtros solares mais efetivos e seguros, que apresentem relevância científica e potencial de inovação. Assim, a presente pesquisa teve como objetivo desenvolver novos análogos ao filtro solar benzofenona-3 e determinar o seu potencial fotoprotetor por meio da avaliação da absorção UV e avaliação da fotoestabilidade, fototoxicidade e atividade antioxidante. Para tal, inicialmente seis análogos ao filtro solar químico benzofenona-3 foram sintetizados visando aumentar o tamanho da molécula e aumentar a sua absorção no UVA longo (340-400nm). Foram avaliados os espectros de absorção no UV e a fotodegradação dessas substâncias. A fototoxicidade das substâncias selecionadas foi avaliada por meio do uso de cultura de fibroblastos 3T3, para a determinação da viabilidade celular na presença e ausência da radiação. A atividade antioxidante das substâncias foi avaliada por meio da quimioluminescência gerada pela reação HRP-H2O2-luminol. Os resultados permitiram demonstrar a importância da relação entre a estrutura molecular dos compostos e sua absorção no UV. As moléculas benzofenona-3 fenil amino (B5) e o carbazol da benzofenona-3 fenil amino (B6) apresentaram maior absorção no UVA, longo e curto, e no UVB, quando comparadas com a molécula de partida (benzofenona-3). Apenas as substâncias que apresentavam ponte de hidrogênio intramolecular (B5 e B6) foram consideradas fotoestáveis. Somente a molécula B5 não apresentou potencial para fototoxicidade aguda. Além disso, essa molécula apresentou atividade antioxidante, o que sugere o seu grande potencial para utilização com filtro solar. / The increase of our knowledge of not only UVB but also UVA-induced damages, the advances on product and testing technologies as well as new sunscreen molecules leaded to and enhancement of quality of UV protection provided by topical sunscreens. However there are some safety concerns involving some UV-filters due to their photoinstability and skin penetration. Therefore it is necessary to develop new safer and more effective UV-filters, which also presents scientific relevance and innovation potential. Thus, the aim of the present research was to develop new analogues based on benzophenone-3, and to evaluate their photoprotective potential through their photostability, phototoxicity and antioxidant activity. For this purpose, firstly six new synthetic analogues based on benzophenone-3 were prepared in order to promote molecular weight enhancement as well as improve long-wave UVA absorption (340-400 nm). The UV absorption spectra and photodegradation of these compounds were also analyzed. Phototoxicity of selected compounds was evaluated by using 3T3 monolayer fibroblast culture to determine cell viability in the presence and absence of UVA radiation. The antioxidant activity was evaluated by HRP-H2O2-luminol induced chemiluminescence. The results showed that relationship between the molecular structure and UV absorption. Me molecules phenylamine benzophenone-3 (B5) and phenylamine benzophenone-3 carbazol (B6) showed higher short and long-wave UVA and UVB absorption, when compared to benzophenone-3. Only B5 and B6, which presented intermolecular hydrogen bond, were considered photostable. B5 did not present any acute phototoxicity potential; in addition it has antioxidant activity, which suggests its high UVfilter potential.