Neste trabalho estudamos as propriedades termodinâmicas da Condensação de Bose-Einstein (CBE) para um gás de bósons não-interagentes confinado em potenciais bidimensionais V(x,y) que apresentam classicamente, um caos-suave (soft chaos), isto é, um espaço de fases compartilhado por ilhas de estabilidade e mares de caos. O formalismo estatístico mais apropriado para os nossos objetivos é o descrito pelo ensemble canônico, de forma que o número de partículas N é mantido fixo em cada simulação. Nosso principal objetivo é investigar se o caos pode caracterizar algum comportamento distinto nas propriedades do Condensado de Bose-Einstein. Para comparação dos nossos resultados com a literatura, mostramos em detalhes todos os cálculos para o oscilador bidimensional e a caixa bidimensional suavizados1. No potencial harmônico a suavização implica em um amortecimento da freqüência de oscilação, enquanto que para a caixa bidimensional, a suavização implica em um aumento da área da caixa quando N é aumentado. Esse recurso é necessário, uma vez que não se define rigorosamente uma transição de fase em sistemas com dimensão menor que três. Embora a suavização pareça ser mais um recurso matemático que físico, ela descreve bem a CBE em potenciais suaves. Para estudar o efeito do caos na CBE, escolhemos dois potenciais: i) O potencial Nelson, que é um potencial parabólico que descreve essencialmente dois osciladores harmônicos x e y com um termo de acoplamento não-linear que origina caos; ii) O potencial quártico, cuja base é mais achatada parecendo-se mais com uma caixa. Simulamos também a situação em que a partícula confinada é sujeita a um campo magnético perpendicular uniforme ao longo do eixoz. Os nossos resultados mostram que estatísticas que são bilineares em relação à densidade de energia do potencial de confinamento, como a variância do número de ocupação do estado fundamental, exibem assinatura do caos subjacente. / In this work we examine some of the thermodynamics propertie of Bose-Einstein Condensation (BEC) for a gas of non-interacting bosons trapped in bidimensional potentials V(x,y). We choose potentials that exhibits soft chaos in the classical regime which means they have a mixed phase space where islands of stability share the space with chaotic seas. We also describe the statistics via the canonical ensemble formalism which is more appropriate for our purposes. In this case, the number of particles N is kept fixed through each numerical simulation. Our main goal is to detect, if there is any, influence of the subjacent chaotic behavior in the BEC. For a matter of comparison, we show in details the calculations of both smoothed bidimensional harmonic oscillator and smoothed bidimensional box. The smoothing is equivalent to weakening the potential, so that it can be understood as to slowing down the oscillator frequency and to an enlargement of the box side as N is increased. This is necessary since phase transitions are rigorously violated in systems with dimension d < 3. Although this smoothing seems rather artificial, it models well BEC in non-rigid potentials. In order to study any possible fingerprint of chaos in the Bose-Einstein condensate we choose two potentials: i) Nelson Potential which is a paraboloid describing two harmonic oscillators coupled via a term that is responsible for the chaos in the system and ii) Quartic Potential which has a flat bottom resembling a box. We were also able to simulate the potentials with uniform magnetic field in the z direction. Our results show that statistics that are bilinear in the potential density of states like the particle number fluctuation of the ground state exhibit some fingerprints of the subjacent chaos.

Este trabalho, realizado com o auxílio da termodinâmica computacional, dá continuação a um estudo sistemático, que trata dos fundamentos dos tratamentos termoquímicos metalúrgicos relacionados à nitretação e à nitrocarburação. O estudo concentrou-se nas ligas da família ABNT 10XX, do aço ABNT 4140 e do aço ferramenta AISI M2. A composição das ligas utilizadas na simulação, contudo, não correspondem exatamente à comercial. Uma simplificação foi necessária para que a simulação do processo fosse facilitada. O uso da termodinâmica computacional como ferramenta para determinação das fases presentes (ou que podem vir a se formar) em um sistema a certa temperatura e pressão simulando o processo de nitretação mostrou-se uma valiosa ferramenta de análise.Apesar de, na prática, estes prognósticos ainda dependerem de uma cinética micro ou macroscópica favorável para ser verdadeiros, a comparação dos resultados obtidos com a literatura mostrou uma boa concordância nos resultados, validando, assim, o emprego desta técnica de análise. Assim, além deste estudo ser um avanço na compreensão das fases que participam das microestruturas (nitretos e carbonitretos) que se formam nas ligas estudadas, também pode ser utilizado como um balizador na definição de parâmetros que permitam a seleção destas fases finais desejadas, economizando tempo e recursos na realização de ensaios experimentais. / This work, accomplished with the help of computational thermodynamics, provides the development of a systematic study concerning the basis of the thermochemical treatments related to nitriding and nitrocarburising. This study focused on the alloys of the ABNT 10XX family, on the ABNT 4140 steel and on the AISI M2 tool steel. However, the compositions used in the simulation do not correspond exactly to the commercial composition of the alloy, for they had their composition simplified in order to facilitate the simulation process. The use of computational thermodynamics as a tool to determine the phase present (or that can be formed) in a system under a specific temperature and pressure, simulating the nitriding process, proved to be a valuable analysis tool. Nevertheless, in practice, these prognostics still depend on a micro or macro kinetics in order to be true; the comparison of the results obtained with those found in the literature showed good agreement of results, validating, thus, the use of this analysis technique. So, besides this study being an advance when it comes to understanding phases (nitrides and carbonitrides) that are formed in the studied alloys, it can also be used as a mark in defining parameters that allow the selection of final desired structures, saving time and resources.

A utilização de reações nucleares ressonantes estreitas em baixas energias é uma ferramenta importante para a determinação de distribuições de elementos leves em filmes finos com resolução em profundidade subnanométrica. O objetivo do trabalho descrito ao longo da presente dissertação é aprimorar os métodos utilizados para a aquisição e interpretação das curvas experimentais. A obtenção das curvas experimentais consiste na detecção dos produtos das reações nucleares em função da energia das partículas incidentes, fazendo necessária variar a energia das partículas do feixe em passos discretos no intervalo desejado. Neste trabalho implementou-se um sistema automático para o controle e incremento da energia do feixe e monitoramento dos produtos das reações nucleares. Esse sistema de varredura automático de energia, além de aumentar consideravelmente a velocidade da medida, aumenta a qualidade das curvas experimentais obtidas. Para a interpretação das curvas de excitação experimentais, foi implementado um programa em linguagem de programação C, baseado na teoria estocástica, que permite simular numericamente as curvas de excitação. Para demonstrar a sua funcionalidade o método desenvolvido foi aplicado para verificar a estabilidade termodinâmica de filmes dielétricos ultrafinos depositados sobre silício, que foram posteriormente nitretados por plasma.

Investigou-se a influência da organização do conteúdo de Termodinâmica na estrutura cognitiva do aluno. O experimento foi realizado com estudantes de Física Geral da UFRGS. Testes de associação de conceitos foram usados como instrumentos de medida, e analisados através de técnicas de análise multidimensional (AMD) e análise de agrupamentos hierárquicos (AAH), as quais fornecem um "mapeamento cognitivo" dos conceitos usados na pesquisa. Os resultados obtidos sugerem que a influência de diferentes organizações dadas ao conteúdo da matéria de ensino sobre a estrutura cognitiva detectada pela AMD e AAH. / The effect of different approaches to content organization on the learner's cognitive structure was investigatel. Subject matter was thermodynamics at introductory college level and the experiment was carried out at UFRGS. Concept association tests were used as measurement instruments, and analysed through multidimensional scaling (MDS) and hierarquical clustering analysis (HCA), which provided a "cognitive mapping" of the concepts used in the investigation. The obtained resulte suggest that the effect, on the learner's cognitive structure, of different content organizations given to the subject matter is detected by MDS and AAH.

A teoria quântica aplicada a sistemas microscópicos prevê comportamento oscilatório para objetos macroscópicos. Também, o caráter determinístico da física microscópica contradiz a irreversibilidade da termodinâmica. Aqui, estudamos os efeitos que flutuações de métrica e de energia tem sobre a produção de entropia, focando nas propriedades estatísticas de um gás tridimensional. Derivamos uma expressão geral para o operador densidade de probabilidade, sem assumir uma expressão específica para a correlação espacial das flutuações, que leva a resultados para uma vasta variedade de cenários. Nós prevemos que os tempos de decoerência e de termalização para N partículas não-interagentes cai com N2, dominando os efeitos de fontes externas de termalização, de modo a facilitar sua medida e a verificação da existência as flutuações. / Quantum theory applied to macroscopic systems predicts oscillatory behavior for macroscopic systems. Also, the deterministic character of microscopic physics contradicts the irreversibility of thermodynamics. Here we study the effects of energy and metric fluctuations on entropy production focusing on the statistical properties of a three-dimensional gas. We derive a general expression for the probability density operator without assuming any specific expression for the spatial correlation of the fluctuations, which yields results for a wide variety of scenarios. We predict the decoherence and thermalization times for N non-interacting particles scale with N2, dominating the effects from external thermalization sources, thus facilitating its measurement and the verification of the existence of fluctuations.

Neste trabalho investigamos algumas propriedades termodinâmicas de gases ideais em superfícies compactas de curvatura constante e negativa. Super- fícies com propriedades similares aparecem, por exemplo, em líquidos inte- grados em espaços curvos. Nós estudamos estabilidade termodinâmica, dada pela seguinte condição - A = AK > o , aonde KT é a compressibilidade isotermica. A análise é baseada na função de partição canônica assintótica: A x n fJ Z (A, fJ) '"" 2n fJ + 6 + 12o K dA aonde fJ = 1/ (kB T ) e A, K, x são a área, a curvatura gaussiana e o número característico de Euler, respectivamente. Nossos resultados mostram que existem alguns vínculos entre temper- atura e curvatura que devem ser satisfeitos para que o sistema seja estável. É importante notar que a relação entre a curvatura gaussiana está relacionada com o número de Euler por K A = 2nx para superfícies hiperbólicas. Dadas as técnicas atuais para manipular nanoestruturas com distintas topologias (eg. faixa de Mobius) e geometrias (superfícies de nanotubos, nanocavidades etc.) e a dependência de Z (A, fJ) na geometria (A) e topolo- gia (x) no limite de altas temperaturas, é interessante perguntar se as pro- priedades termodinâmicas de nanoestruturas podem ser proeminentemente afetadas pela geometria e topologia. / In this work we investigate some thermodynamic properties of ideal gas sys- tems in curved compact surfaces of constant negative curvature. Surfaces with similar properties arise, for example, in fiuids embedded in curved spaces. We have studied the thermodynamic stability, using the following condition - A 1 = AKT > o , where KT is the isothermal compressibility. The analysis is based in the asymptotic canonical partition function: A x n fJ Z (A, fJ) '"" 2n fJ + 6 + 12o K dA where fJ = 1/ (kB T ) and A, K, x are area, gaussian curvature and Euler characteristic number, respectively. Our results show that there are certain constraints between curvature and temperature that have to be satisfied in order to reach the required thermodynamical stability. It is important to notive that the curvature is related to the Euler characteristic by K A = 2nx for hyperbolic surfaces. Given the current techniques of handling nanostructures with distincts topology (eg. Mobius strip) and geometry (surfaces of nanotubes, nanocav- ities and so on) and the dependence of Z (A, fJ) on the geometry (A) and topology (x) in the limit of high temperatures, it is worth asking whether thermodynamic properties of nanostructures can be more proeminently af- fected by their geometry and topology.

A presente Tese, elaborada pela integração de seis artigos científicos publicados em periódicos internacionais, tem por objetivo geral a realização de simulações termodinâmicas aplicadas à produção de hidrogênio e geração de eletricidade a partir de células a combustível de baixa temperatura (Proton Exchange Membrane Fuel Cell - PEMFC) e alta temperatura (Solid Oxide Fuel Cell - SOFC). Foram simuladas diferentes rotas termoquímicas para a produção de hidrogênio (reforma a vapor, autotérmica, oxidação parcial, reforma com captura in situ de CO2, unmixed reforming e chemical looping), empregando-se diversos combustíveis (etanol, glicerol, metanol, n-butanol, biogás e metano). Além disso, foi analisada a utilização direta de combustível (glicerol) no ânodo de uma célula SOFC. Com a realização desta Tese, as seguintes metas gerais foram alcançadas: (1) A partir de dados experimentais da literatura, foi possível propor explicações, com base na termodinâmica, capazes de justificar tais valores e tendências reportados; (2) Elaboração de diagramas práticos em que são mostradas as condições otimizadas para a realização de experimentos, o que é de utilidade para pesquisadores experimentalistas; (3) Proposição de novas rotas eficientes e limpas para produção de H2 e geração de eletricidade com o uso de células a combustível; (4) Demonstração da aplicabilidade e robustez de uma ferramenta de fácil entendimento e acesso para uso em simulações termodinâmicas envolvendo problemas convexos. / The present Thesis, whose elaboration is based on the integration of six scientific papers published in refereed international journals, is focused on carrying out thermodynamic simulations applied to hydrogen production and electricity generation from fuel cells operating at low temperatures (Proton Exchange Membrane Fuel Cell – PEMFC) and high temperatures (Solid Oxide Fuel Cell – SOFC). Different thermochemical routes for hydrogen production were simulated (steam reforming, auto-thermal reforming, partial oxidation, sorption enhanced steam reforming, unmixed reforming and chemical looping), considering the use of a wide variety of fuels (ethanol, glycerol, n-butanol, methanol, biogas and methane). In addition, the direct utilization of a fuel (glycerol) in the SOFC anode is evaluated. The following general goals were achieved with this Thesis: (1) From experimental data obtained from literature, it was possible to propose explanations, based on thermodynamics, which were able to justify these reported values and trends; (2) Elaboration of practical diagrams, in which the optimized conditions for carrying out experiments are indicated. This is particularly useful for experimental researchers; (3) Proposal for new clean and efficient routes for hydrogen production and electricity generation from fuel cells; (4) Demonstration of applicability and robustness of a tool, which is easy to understand and apply, for thermodynamic simulations comprising convex problems.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2017-02-24T13:34:20Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1531456 bytes, checksum: 409ec9c593bb353cf07e9ee62d27c69b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-24T13:34:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1531456 bytes, checksum: 409ec9c593bb353cf07e9ee62d27c69b (MD5) Previous issue date: 2016-05-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nanotubos de carbono (CNTs) têm sido estudados nos últimos anos devido às suas propriedades químicas, físicas e eletrônicas únicas. Estas nanoestruturas podem interagir com várias moléculas, como proteínas e corantes, para formar novos materiais com aplicações diversas. Por exemplo, nanoestruturas híbridas contendo CNTs têm sido utilizadas como adsorventes eficientes, transportadores de fármacos específicos ou para o desenvolvimento de células a combustível e sensores eletroquímicos. Consequentemente, compreender as interações CNT-proteínas e CNT-corantes é importante para modular as propriedades destes materiais. Diversos trabalhos têm estudado estas interações, entretanto os aspectos termodinâmicos associados a elas permanecem escassos. Assim, neste trabalho avaliou-se a termodinâmica da interação entre nanotubos de carbono e diferentes moléculas, combinando dados de isotermas de adsorção e de titulação microcalorimétrica isotérmica. O estudo foi dividido em dois artigos: no primeiro, avaliou-se o fenômeno de adsorção da proteína albumina do soro bovino (BSA) sobre a superfície de nanotubos de carbono de parede simples (SWCNT) e de paredes múltiplas (MWCNT), bem como o efeito de cossolutos sobre esse processo. No segundo, descreveu-se a termodinâmica da interação entre os azocorantes vermelho ponceau (PR), vermelho do congo (CR) e vermelho 40 (AR) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNTs). A interação entre os azocorantes e a superfície de carvão ativado (AC) também foi avaliada para comparação. Acerca da interação entre a proteína BSA e a superfície dos nanotubos de carbono, o processo de adsorção dependeu das propriedades superficiais do CNT, do pH e da força iônica do meio, sendo que maiores capacidades de adsorção foram observadas em valor de pH próximo ao ponto isoelétrico da proteína. Para todos os sistemas estudados os valores de ∆H ads em condição de diluição infinita foram muito negativos (∆H ∞ < -918,6 kJ mol-1). Este resultado indica ads que os CNTs são capazes de induzir variações conformacionais na BSA durante o processo de adsorção, as quais estabilizam a proteína sobre a superfície hidrofóbica do nanomaterial. O efeito de íons da série de Hofmeister foi avaliado sobre o processo de adsorção da BSA em MWCNT, sendo este efeito dependente da natureza dos íons. Quanto à interação CNT-azocorante, os dados de isotermas de adsorção foram bem ajustados ao modelo de Freundlich. Uma abordagem termodinâmica forneceu toda a caracterização do processo de adsorção para diferentes coberturas superficiais do adsorvente. Para ambos MWCNT e AC, a quantidade de corante adsorvida (Γ D ) aumentou na ordem Γ D (PR) < Γ D (AR) < Γ D (CR) e a adsorção normalizada pela área superficial específica do adsorvente foi maior para o MWCNT. A quantidade máxima adsorvida (Γ D,máx ) atingiu valores de até 2,00 μmol m-2 para a adsorção de CR em MWCNT. O processo de adsorção dos corantes foi entalpicamente dirigido e entropicamente desfavorável para ambos os adsorventes. Os valores de variação de entalpia de adsorção (∆H ads ) determinados por ITC foram superiores a -137,0 kJ mol-1 e dependeram da cobertura superficial do adsorvente e das estruturas dos corantes e dos adsorventes. Os dados de ∆H ads em função da quantidade de corante adsorvida sugeriram que os sítios de adsorção sobre MWCNT e AC são heterogêneos. / Carbon nanotubes (CNTs) have been studied in the last years due to their unique chemical, physical, and electronic properties. These nanostructures can interact with several molecules, such as proteins and dyes, to form new materials with amazing applications. For instance, hybrid nanostructures containing CNTs have been used as powerful adsorbents, specific drug carriers or in the development of fuel cells and electrochemical sensors. Consequently, understanding the CNT-protein and CNT-dye interactions is very important to modulate the properties of these nanostructures. Several papers have studied these interactions, but the thermodynamic aspects associated with them remain scarce. Then, in this work, we evaluated the thermodynamics of the interaction between carbon nanotubes and different molecules combining adsorption isotherms and isothermal titration microcalorimetry data. Our study was divided in two papers: In the first one, we evaluated the adsorption phenomenon of the protein bovine serum albumin (BSA) on the surfaces of single-walled (SWCNT) and multi-walled (MWCNT) carbon nanotubes. In the second one, we described the thermodynamics of the interaction between the Ponceau Red (PR), Congo Red (CR) and Allura Red (AR) azo-dyes and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs). Activated carbon (AC)-dye interaction has been also evaluated for comparison. On the interaction between the BSA and the CNT surface, the adsorption process depended on the surface properties, pH and ionic strength. Higher adsorption capacities were observed at pH around the isoelectric point of the protein. For all studied systems the ∆ ads H values at infinite dilution condition were very negative (∆H ∞ < -918.6 kJ mol-1). This finding has led us to propose that the ads CNTs are capable of inducing conformational changes in BSA for the adsorption process, stabilizing the protein on the hydrophobic surface of the nanomaterial. The effect of ions of the Hofmeister series was evaluated on the BSA adsorption in MWCNT, and this effect was dependent on the nature of the ion evaluated. Regarding the CNT-(azo-dye) interaction, isotherm adsorption data were well fitted to the Freundlich model. A thermodynamic approach provided the entire characterization of the adsorption process as a function of the surface coverage. For both MWCNT and AC, the amount of adsorbed dye (Γ D ) increased in the order Γ D (PR) < Γ D (AR) < Γ D (CR) and the adsorption capacity normalized by adsorbent specific area was higher for MWCNT. The maximum adsorbed amount (Γ D,max ) attained values up to 2.00 μmol m-2 for CR adsorption on MWCNT. The adsorption process of the dyes was enthalpically driven and entropically unfavorable for both adsorbents. The values of adsorption enthalpy change (∆ ads H) determined by ITC were higher than -137.0 KJ mol-1 and they depended on the surface coverage and structures of both dye and adsorbent. ITC data suggested that adsorption sites on MWCNT and AC are heterogeneous.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-09-20T16:46:49Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3840586 bytes, checksum: 7e243eea5bcf0494a7c85fc5bb1ed75b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-20T16:46:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3840586 bytes, checksum: 7e243eea5bcf0494a7c85fc5bb1ed75b (MD5) Previous issue date: 2017-07-17 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A curcumina é um composto fenólico presente no açafrão, com múltiplas atividades biológicas, incluindo anti-câncer, anti-microbiana, anti-inflamatória e antioxidante além de ser um corante natural. Neste estudo, a interação entre a caseína micelar e a curcumina foi investigada em pH 6,6. Através da análise de UV-Vis e fluorescência, demonstrou-se que a interação entre a caseína micelar e curcumina ocorre por um mecanismo predominantemente estático. A constante de ligação variou de 1.28x10 -5 L.mol -1 a 9.52x10 -4 L.mol -1 para a faixa de temperatura de 295.15 - 323.15 K. A estequiometria de formação de complexo foi aproximadamente unitária pela análise de fluorescência. De acordo com os resultados obtidos pela análise termodinâmica, a interação entre caseína micelar e curcumina é entalpicamente e entropicamente dirigida, através de um processo espontâneo. Ao realizar uma experiência de partição, a presença de concentrações crescentes de caseína micelar na fase aquosa aumentou o número de moléculas de curcumina transferidas da fase orgânica. O diâmetro médio da micela de caseína na presença de curcumina foi de cerca de 290 nm e o potencial zeta, ~ -16 mV. A micela de caseína foi capaz de proteger a curcumina contra a degradação térmica. Os resultados deste estudo contribuem para o conhecimento do processo de interação entre a caseína micelar e a curcumina para futuras aplicações em diversas áreas da indústria de alimentos. / Curcumin is a phenolic compound present in turmeric, with multiple biological activities, including anti-cancer, anti-microbial, anti-inflammatory and antioxidant in addition to natural dye. In this study, the interaction between micellar casein and curcumin was investigated at pH 6.6. Through the analysis of UV-Vis and fluorescence, it was demonstrated that the interaction between micellar casein and curcumin occurs by a predominantly static mechanism. The binding constant ranging from 1.28x10 -5 L.mol -1 to 9.52x10 -4 L.mol -1 for the temperature range of 295.15 - 323.15 K. The complex-forming stoichiometry was approximately unit by fluorescence analysis. According to the results obtained by the thermodynamic analysis, the interaction between micellar casein and curcumin is enthalphically and entropically directed, through a spontaneous process. By performing a partition experiment, the presence of increasing concentrations of micellar casein in the aqueous phase increased the number of curcumin molecules transferred from the organic phase. The mean diameter of the casein micelle in the presence of curcumin was around 290 nm and the zeta potential, ~ -16 mV. The casein micelle was able to protect curcumin against thermo-degradation. The results of this study contribute to the knowledge of the interaction process between micellar casein and curcumin for future applications in various areas of the food industry.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-10-03T10:53:33Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10429762 bytes, checksum: cb03d1777b2fc2df7f87c8c4d53c0bb9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-03T10:53:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10429762 bytes, checksum: cb03d1777b2fc2df7f87c8c4d53c0bb9 (MD5) Previous issue date: 2017-04-03 / Nesta tese estudamos a influência de segundos vizinhos na termodinâmica e na dinâmica de redes de skyrmions. Na primeira parte usamos técnicas de Monte Carlo para estudar a termodinâmica de redes de spins quadradas com interações quirais. Como principal resultado, através do cálculo do calor especı́fico, da susceptibilidade magnética longitudinal e do número de skyrmions na rede, obtivemos o diagrama de fase, interação de Dzyaloshinskii-Moriya entre segundos vizinhos versus campo magnético, para diferentes intensidades de interações de troca entre segundos vizinhos. Além de reproduzir resultados da literatura, quando as interações com os segundos vizinhos é zero, nossos resultados mostram que sistemas com interações antiferromagnéticas mais fortes, entre segundos vizinhos, apresentam a fase skyrmiônica num intervalo maior de campo magnético. Essas interações podem fornecer ainda outras contribuições importantes, como alteração no perı́odo dos estados helicais e parâmetro de rede das redes de skyrmions, bem como influenciam diretamente o raio dos skyrmions. Na segunda parte desta tese estudamos a evolução temporal de redes de skyrmions na presença de cor- rentes polarizadas de spins, na rede limpa e com vacâncias, utilizando as equações de Landau-Lifshitz-Ginzburg. Nossos estudos apontam que sistemas com uma concen- tração grande de impurezas (1%) atrapalham o deslocamento dos skyrmions, atuando como forças de “pinning”, podendo levar à destruição de skyrmions alterando a forma hexagonal original da rede. Além disso, detectamos uma velocidade transversal à cor- rente aplicada, que corresponde à uma contribuição de origem topológica ao efeito Hall, ligeiramente maior para os sistemas em que a interação com segundos vizinhos é maior, indicando que em tais sistemas possa ser mais fácil a detecção de tal efeito. / In this thesis we have studied the influence of second neighbors in thermodynamics and dynamics of skyrmions lattices. In the first part we have investigated skyrmion lattices and helical states in two-dimensional chiral magnets. We have performed Monte Carlo simulations and considered the Heisenberg exchange and DM interactions until second neighbor. Beyond reproduce previous studies, where second neighbours interactions are taken to be zero, these new terms induce very different and interesting effects on the helical and skyrmion phases as compared to the usual studies which consider only first neighbor interactions. Orientations and dimensions of the stripes can be changed drastically as second neighbors interactions intensity are varied (for the same external magnetic field). On the other hand, the shapes of the skyrmion crystals are also strongly affected by these new couplings as skyrmions change their sizes, positions and so on. The main aim was to find a phase diagram Dzyaloshinskii-Moriya interaction versus magnetic field for some values of exchange interaction between second neighbors. These diagrams show different windows for skyrmion lattices and, in addition, they emphasises that the antiferromagnetic interactions between second neighbors favour skyrmion crystals with small skyrmion lattice constant. In the second part of this thesis, we have studied the lattice time evolution in the presence of polarized spin currents, with and without vacancies. We have used Runge-Kutta fourth order to solve the Landau-Ginzburg-Lifshitz’s equation for our systems. Our studies indicate that big concentrations of impurities hamper skyrmion movement, acting like pinning forces, which can lead to de destruction of skyrmions, changing original hexagonal skyrmion lattice. We have detected a transversal velocity, that is a contribution with topological origin to Hall effect, slightly bigger for systems with bigger second neighbor interactions, indicating that in such systems contributions to topological Hall effect would be more easy to be detected.