Operationen im Schädel‐ und Gesichtsbereich stellen nach wie vor eine große Herausforderung für die behandelnden Ärzte dar, weil sich oftmals die Abgrenzung des Knochendefekts und die Wiederherstellung der ursprünglichen Knochenstruktur als schwierig erweisen. Die erste Herausforderung dabei ist die Definition der Implantatgeometrie, da jeder Patient eine individuelle Anatomie und, im Falle eines Knochendefekts durch Traumata oder Tumore, jeder Defekt eine spezifische Form aufweist. Das Implantat sollte somit eine der originalen Knochenstruktur entsprechenden Geometrie besitzen und aus einem für die Implantation geeigneten Material bestehen. Weiterhin muss das für die Herstellung des Implantats gewählte Verfahren derart anpassungsfähig sein, dass auch die Erzeugung eines einzelnen individuellen Produktes möglich ist und keine übermäßigen Kosten im Werkzeug‐ und Formenbau verursacht werden. Im gegenwärtigen Szenario flexibler Herstellungsprozesse, die eine effiziente Blechumformung auch in kleineren Stückzahlen erlauben, liegt ein besonderer Schwerpunkt auf dem Verfahren der inkrementellen Umformung. In dieser Arbeit wird daher die Durchführbarkeit der präoperativen Herstellung individueller Implantate zur Wiederherstellung knöcherner Strukturen verschiedener Regionen im Schädel‐ und Gesichtsbereich mit dem Verfahren der inkrementellen Blechumformung untersucht. Dabei wurden unterschiedliche Methoden zur Modellierung von Implantaten aus patientenspezifischen CT‐Daten angewendet und Prozessparameter für die Herstellung verschiedener Formen von Titanimplantaten entwickelt. Ferner werden alternative Techniken vorgestellt, mit denen es ebenfalls möglich ist, solche Implantate herzustellen. Gleichwohl es Einschränkungen hinsichtlich der Formgenauigkeit und Komplexität der zu formenden Geometrie des Implantates gibt, zeigt diese Arbeit, dass das Verfahren der inkrementellen Blechumformung eine geeignete Alternative für die präoperative Herstellung von individuellen Implantaten für den Schädel‐ und Gesichtsbereich darstellt. / Atualmente, cirurgias de reconstrução craniofacial ainda são um desafio à equipe cirúrgica devido às dificuldades em definir e reparar o defeito ósseo. A definição da geometria do implante é o primeiro desafio, uma vez que cada paciente possui uma anatomia individual e, em caso de defeitos ósseos devido a traumas ou tumores, cada defeito possui uma forma específica. O implante deve, então, possuir geometria tal que o possibilite substituir a estrutura original e ser constituído de material apto para a implantação. Além disso, o processo de fabricação selecionado deve ser flexível a fim de possibilitar a produção de uma peça única, dispensando custos excessivos com ferramental. No cenário atual de processos de manufatura flexível, um destaque especial recebe o processo de estampagem incremental, que permite a conformação de chapas metálicas para a fabricação de pequenos lotes. Neste sentido, este estudo ocorre no âmbito da fabricação pré‐operatória de implantes personalizados para reparo de defeitos em diferentes regiões do complexo craniofacial através do processo de estampagem incremental. Foram utilizados diferentes procedimentos para modelagem dos implantes a partir de dados tomográficos e foram desenvolvidos parâmetros para a conformação de diferentes geometrias em titânio. São apresentadas, ainda, técnicas alternativas capazes de produzir tais implantes. O estudo mostra que, embora possua precisão dimensional limitada e restrições com relação à complexidade geométrica dos implantes que podem ser conformados, o processo de estampagem incremental apresenta‐se como uma alternativa viável à fabricação pré‐operatória de implantes personalizados para a reconstrução de defeitos craniofaciais. / Currently, craniofacial reconstruction surgeries are still a challenge for surgical teams due to the difficulty to define and repair bone defects. Defining the geometry of the implant is the first challenge, since each patient has an individual anatomy and, in case of bone defects due to trauma or tumors, each defect has a specific shape. The implant should then have a geometry that permits the replacement of the original structure and should consist of a material suitable for implantation. Moreover, the selected manufacturing process must be flexible enough to enable the production of a single piece, not requiring excessive cost with dyes and tooling. In the current scenario of flexible manufacturing processes, the process of incremental forming, which permits forming metal sheets to manufacture small batches, receives special emphasis. Thus, this study evaluates the feasibility of preoperative manufacturing of customized implants to repair defects in different regions of the craniofacial complex through the process of incremental forming. Different procedures were used for modeling implants obtained from CT data of patients and the parameters for forming different geometries of titanium implants were developed. Alternative techniques capable of producing such implants are also presented. The study shows that, although it has limited dimensional accuracy and restrictions regarding the geometric complexity of the implants that can be shaped, the single point incremental forming (SPIF) process represents a suitable alternative for the preoperative manufacturing of customized implants for the reconstruction of craniofacial defects.

Nos últimos anos com o crescente apelo por tecnologias limpas novos revestimentos de conversão têm sido estudados como uma alternativa a processos convencionais que apresentam inconvenientes ambientais. Entre esses, destacam-se os revestimentos obtidos pela imersão de peças metálicas em soluções contendo íons de titânio, zircônio, cério entre outros e costumam ser denominados comercialmente por nanocerâmicos, devido a sua característica cerâmica e espessura na ordem de nanômetros. No presente trabalho foi realizado um estudo da influência das variáveis de processo pH da solução, tempo de imersão, temperatura e concentração dos reagentes, sobre a resistência à corrosão de camadas convertidas à base dos ácidos hexafluorozircônico e hexafluorotitânico no aço galvanizado. Também se buscou o arranjo de parâmetros ótimo para essas variáveis, a fim de maximizar a proteção contra corrosão do revestimento à base de zircônio e titânio e realizar uma comparação com os processos de cromatização hexavalente e trivalente. Os resultados mostraram que o tempo de imersão na solução de conversão é a variável que mais afeta a qualidade da camada obtida e possui forte interação com as concentrações dos respectivos ácidos e com o pH. Já a temperatura, não apresenta influência significativa para a camada depositada dentro dos limites testados. O revestimento nanocerâmico obtido foi inferior em termos de proteção contra corrosão quando comparado à cromatização hexavalente. Em relação à cromatização trivalente, ele possui propriedades anticorrosivas superiores inicialmente, mas perde rapidamente tais propriedades, enquanto que o cromatizado trivalente se mantém por mais tempo. Entretanto, o revestimento nanocerâmico à base de Zr e Ti aumenta consideravelmente a resistência à corrosão do aço galvanizado. / In recent years with the rising demand for clean technologies new conversion coatings have been studied as an alternative to conventional processes that presents environmental risks. These coatings are obtained by dipping metal substrates in solutions containing ions of titanium, zirconium, cerium and others, and they are usually named as nanoceramics due to its ceramic properties and thickness in order of nanometers. The presented study investigated the influence of process variables solution pH, immersion time, temperature and reagent concentration on the corrosion resistance of a converted layer based on hexafluorozirconic hexafluorotitanic acids carried on hot dip galvanized steel substrates. Also the optimal arrangement of parameters for these variables was obtained in order to maximize corrosion protection of the coating based on zirconium and titanium and perform a comparison with hexavalent and trivalent chromate processes. The results showed that the immersion time in conversion solution is the main variable that affects the converted layer quality and has strong interactions with acid concentrations and pH. However, the temperature did not present significant influence on the corrosion resistance within the tested range. The nanoceramic coating obtained was inferior in terms of corrosion protection when compared to hexavalent chromate. Comparing to trivalent chromate, it has superior anticorrosive properties initially, but quickly loosed its properties while trivalent chromate coating maintained its properties for longer time. Although, the nanoceramic coating based on Zr and Ti considerably increases the corrosion resistance of galvanized steel.

Il est généralement admis que les films à base de carbone constituent d'excellentes alternatives pour augmenter la résistance à l'usure et/ou accroître les propriétés lubrifiantes des alliages métalliques. Communément, les films de carbone sont obtenus par des procédés en phase vapeur. Cependant, ces procédés présentent certaines contraintes de mise en oeuvre et représentent des investissements lourds. L’électrodéposition est, dans la plupart des développements industriels, une alternative très intéressante en raison principalement de son faible coût d’exploitation. Mais dans le cas spécifique de l’élaboration de films de carbone obtenus par électrodéposition en milieu organique, les faibles vitesses de dépôt semblent une limitation qui nécessite de mener des recherches sur des électrolytes à plus forte conductivité ionique. L'addition de liquides ioniques, comme électrolyte support, dans un électrolyte organique pourrait contribuer à une augmentation de la conductivité de celui-ci et permettre un accroissement de la vitesse de dépôt. Dans ce contexte, le présent travail a pour but d’évaluer l'effet de l’addition d’un liquide ionique protique, le Lactate de 2-HydroxyEthanolAmine (2HEAL), à un électrolyte organique, le N,N-DiMéthylFormamide (DMF),sur les caractéristiques de films de carbone déposés par électrodéposition sur un substrat en alliage de titane Ti6Al4V. Nous montrons que l'addition de liquide ionique dans une solution de DMF augmente en effet la conductivité des électrolytes en permettant d’appliquer des densités de courant plus élevées et d’atteindre des vitesses et épaisseurs de dépôt élevées. Nous mettons également en évidence que la concentration en liquide ionique dans l’électrolyte influence fortement la morphologie de surface des dépôts et la structure du film de carbone déposé avec une augmentation de la teneur d’atomes de carbone hybridés sp³. Le film carboné à la surface de l’alliage de titane obtenue par cette voie présente une amélioration significative de la résistance à l'usure tant par rapport aux films obtenus sans addition de liquides ioniques que par rapport au substrat non revêtu. / É sabido que filmes de carbono são excelentes alternativas para aumentar a resistência ao desgaste e/ou aumento das propriedades lubrificantes de ligas metálicas. Geralmente, os filmes de carbono são obtidos por processos em fase de vapor. No entanto, estes processos têm certas limitações de implementação e representam grandes investimentos. A eletrodeposição é na maior parte das vezes uma alternativa industrial atraente, principalmente por causa de seu baixo custo operacional, mas, no caso específico da deposição de filmes de carbono produzidos por eletrodeposição em meio orgânico, as taxas de deposição são muito baixas, o que gera uma limitação que requer um estudo aprofundado sobre eletrólitos com maior condutividade iônica. A adição dos líquidos iônicos, como eletrólito suporte, num eletrólito orgânico pode contribuir para um aumento na condutividade do mesmo e permitir o aumento da taxa de deposição. Neste contexto, este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito da adição de um líquido iônico prótico, o lactato de 2-hydroxietanolamina (2HEAL), em um eletrólito orgânico, a N,N-dimetilformamida (DMF), sobre as características dos filmes de carbono depositados por eletrodeposição em um substrato de liga de titânio Ti6Al4V. Observou-se que a adição de líquido iônico, em uma solução de DMF aumenta, efetivamente, a condutividade do eletrólito e acarreta a geração de maiores densidades de corrente de deposição e, consequentemente, taxas de deposição mais elevadas, originando filmes com maiores espessuras de camada. Também foi demonstrado que a concentração de líquido iônico no eletrólito influencia fortemente a estrutura e a morfologia superficial dos filmes de carbono depositados, com um aumento na quantidade de hibridizações sp³. A presença de carbono na superfície da liga de titânio, contribui para uma melhoria significativa da sua resistência ao desgaste em comparação com os filmes produzidos sem a adição de líquidos iônicos. / It is generally accepted that carbon films are excellent alternatives for increasing the wear resistance and/or increasing the lubricating properties of metal alloys. Commonly, the carbon films are obtained by vapor phase processes. However, these processes have certain limitations of implementation and represent large investments. The electrodeposition is in most industrial development an attractive alternative mainly because of its low operating cost, but in the specific case of the carbon film deposition by electrodeposition in an organic medium, low deposition rates seem a limitation that requires research on electrolytes with higher ionic conductivity. The addition of ionic liquids, as a support electrolyte, in an organic electrolyte may contribute to an increase in the conductivity thereof and allows an increase of the deposition rate. In this context, this work aims to evaluate the effect of adding a protic ionic liquid, 2-HydroxyEthanolAmine Lactate (2HEAL), in an organic electrolyte, N,N-DiMethylFormamide (DMF), on the characteristics of obtained carbon films electrodeposited on a substrate of Ti6Al4V titanium alloy. It was indeed observed that the addition of ionic liquid in a DMF solution increases the conductivity of the electrolyte and allows the application of higher current densities leading to higher deposition rate and higher film thicknesses. It was also demonstrated that the ionic liquid concentration in the electrolyte strongly influences the surface structure and the morphology of the deposited carbon film with a relative increase in amount of sp³-hybridized carbon atoms. The presence of the carbonaceous film at the surface of the titanium alloy contributes to a significant improvement in its wear resistance to wear compared to films produced without the addition of ionic liquids or compared to the bare substrate.

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:26:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-05-24. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:32:14Z : No. of bitstreams: 1 000853182.pdf: 3899092 bytes, checksum: babc7f20dafedd30268c7b7bb763c22f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho tem por objetivo modificar, a liga de titânio Ti6A14V, pela deposição de filmes finos de TiO2 (contendo ou não cálcio) e apatita. A presença de apatita, que inclui hidroxiapatita (HA), em materiais de implantes é importante por ser o principal componente mineral ósseo. Desempenha um papel importante na biomineralização, a saber: a bioatividade e reabsortividade das apatitas induzem uma resposta biológica específica na interfacecom o tecido vivo que possibilita a formação de uma ligação química. Essa ligação é fundamental para ativar a osseointegração, conexão entre o osso neoformado e a superfície do implante e assegurar a boa ancoragem mecânica. Essa ancoragem depende também da estrutura superficial micromorfológica. Nesse estudo, a modificação superficial da liga mencionada foi feita por tratamento químico seguida de deposição de filmes de TiO2, contendo ou não cálcio e apatita, pelo método sol-gel associado a dip coating (imersão). Após cada deposição, foram tratados em temperaturas previamente estabelecidas com base nos resultados de termogravimetria associada à análise térmica diferencial (TG/DTA) dos sois precursores. Em seguida, tais superfícies foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), diframetria de raios X (DRX), e também por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Testes de adesão de filmes foram efetuados por pull off. Métodos eletroquímicos (curva de polarização) foram empregados para avaliar o comportamento das superfícies frente à corrosão em solução salina balanceada de Hanks. Por fim, testes de citotoxidade foram feitos com base na viabilidade celular de fibroblastos L929 plaqueadas em contato com as superfícies modificadas. Para comparação, tanto a preparação como os testes foram realizados também em Ti c.p. (titânio comercialmente puro). Os resultados de caracterização por DRX mostraram que... / The aim of this work is to modify the Ti6A14V titanium alloy by deposition of TiO2 thin films (with and without calcium) and apatite. The presence of apatite, including hydroxyapatite (HA), in implant materials is important since it is the main mineral component of the bone. It plays an important role on biomineralization, namely: the bioactivity and reabsorption of apatites induce a specific biological response on the interface with the living tissue which allows a chemical bond formation. Such chemical bond is fundamental on osseointegration activation, connection between neoformed bone and implant's surface and ensuring a good mechanical anchorage. This anchorage also depends on micromorphological surface structure. In this work, the mentioned alloy's surface modification was performed by chemical treatment followed by TiO2 thin film deposition, with and without calcium and apatite, by sol-gel method combined to dip coating technique (immersion). After each deposition, the materials were treated under temperatures previously established based on results of thermogravimetry combined with differential thermal analysis (TG/DTA) of both precursors. Then, the surface were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), X ray diffractometry (DRX) and also Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR). Adhesion tests in the films were performed by pull off technique. Electrochemical methods (polarization curves) were applied in order to evaluate the behavior of the surfaces under corrosion in balanced saline Hank's solution. Finally, cytotoxicity tests were done based on cellular viability of L929 fibroblasts arranged in contact with the modified surfaces. As a comparison standard, the preparation and the tests were also performed in Ti c.p. (commercially pure titanium). This project brought several challenges, such as the materials synthesis and applications test. The synthesis results show that it was possible to obtain TiO2 with...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:07Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-05-26Bitstream added on 2014-06-13T18:46:19Z : No. of bitstreams: 1 araujo_ab_dr_araiq.pdf: 1779379 bytes, checksum: 50326f1d473f7e1c075f9321705d0377 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente trabalho descreve a utilização de filmes de TiO2 e TiO2 modificados com prata, preparados pelo método sol-gel, na fotodegradação de fenol e fluidos de corte. Os filmes foram imobilizados em substratos de vidro pela técnica de dip-coating e caracterizados por espectrofotometria no UV-Vis, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de varredura de alta resolução (FEG-MEV). Dentre os filmes de TiO2, o que apresentou maior atividade foi o filme denominado TiO2 misto 24 h, que degradou em torno de 65% (pH= 5,0) dos poluentes orgânicos estudados. O filme modificado apresentou um aumento de cerca de 20% na degradação dos mesmos poluentes quando comparado ao filme de TiO2 misto 24 h. Também foi estudada a fotodegradação de fluidos de corte empregando o TiO2 P 25 em função do pH das amostras. A maior porcentagem de degradação, foi obtida em pH= 8,0 para todos os fluidos estudados. / The present work describes the use of immobilized films of TiO2 and TiO2 modified with silver, prepared by the sol-gel method, in the photodegradation of phenol and cutting fluids. TiO2 films had been immobilized in glass substrate by the dip-coating technique and characterized by UV-visible spectroscopy, X-ray diffraction, scanning electron microscopy (SEM) and field emission gun - scanning electron microscopy (FEG-SEM). Among the TiO2 films, what presented greater activity was the one called film mixing TiO2 24 h, which degraded around 65% (pH= 5,0) of the studied organic pollutants. The modified film presented an increase of about 20% in the photodegradation of the same pollutants when compared to the film mixing TiO2 24 h. The fotodegradation of cut fluid using TiO2 P 25 as a function of pH of the samples was also studied. The greater percentage of photodegradation, was gotten in pH= 8,0 for all studied fluids.

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:10:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-04-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:25:47Z : No. of bitstreams: 1 000842125.pdf: 6147202 bytes, checksum: bd797f56a6a047df1c0c2fbee29810f1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O dióxido de titânio (TiO2) tem sido sugerido como um material promissor em diversas aplicações, destacando-se aquelas em conversão de energia solar, aplicações ambientais, como fotocatalizadores, além da utilização como biomaterial, principalmente por ser um óxido de baico custo, quimicamente estável e apresentar propriedades antibacterecidas. Nanoestruturas de TiO2 vêm ampliando ainda mais seu campo de aplicação, especialmente quando o tamanho das partículas são menores do que 50 nm. A fotoatividade única das nanopartículas de TiO2 e suas propriedades mecânicas superiores quando comparadas à sua forma em bulk, torna-as um dos aditivos ideais para melhorar o desempenho dos materiais poliméricos. Neste trabalho, nanotubos de TiO2 e TiO2 contendo diferentes concentrações de cério, foram obtidos por síntese alcalina seguida de sucessivas lavagens em meio ácido e água, com diferentes valores de pH final da solução. Os nanotubos obtidos foram caracterizados morfologicamente e estruturalmente e então utilizados como aditivos em uma resina composta fotoativada, nas concentrações de 0,1, 0,3 e 0,6% em peso, a fim de melhorar as propriedades mecânicas de dureza e módulo de elasticidade da resina, bem como aumentar o valor de grau de conversão e assim obter um compósito melhorado para aplicações odontológicas. Os resultados mostram que os nanotubos sintetizados, mesmo com diferentes composições químicas, apresentam diâmetro médio de 10 nm. Foi possível identificar duas formas de crescimento desses nanotubos, uma a partir do enrolamento de folhas, formadas durante o tratamento alcalino do material de partida, e outra a partir do crescimento de monocristais de TiO2. A diferença nos valores de pH final da síntese mostrou ser um fator importante para a determinação da fase cristalina obtida, em que valores de pH 4 levaram a formação exclusivamente da fase TiO2 anatase, enquanto valores de pH igual a 7... / Titanium dioxide (TiO2) has been suggested as a promising material in several applications, especially those solar energy conversion, environmental applications, as photocatalysts, besides being used as biomaterial, mainly because it is a low-cost oxide, chemically stable and by present antibacterial properties. TiO2 nanostructures comes further increasing its field of application, especially when the size of the particles are smaller than 50 nm. The unique photoactivity of TiO2 nanoparticles and their superior mechanical properties when compared to its shape in bulk, makes it ideal as an additive to improve the performance of polymeric materials. In this work, TiO2 nanotubes and nanotubes of TiO2 with different cerium concentrations were obtained by alkaline synthesis followed by successive washes in acide and water, with different final pH values of the solution. The nanotubes obtained were morphologically and structurally characterized and then used as additives in a photopolymerized composite resin, at concentrations of 0.1, 0.3 and 0.6% by weight in order to improve the mechanical properties of hardness and elastic modulus of thet resin and increase the degree of conversion and thereby obtain an improved composite for dental applications. The results show that the show that the synthesized nanotubes, even of different chemical compositions, have an average diameter of 10 nm. It was possibe to identify two differnte growth types for these nanotubes, one from to sheets winding formed during the alkali treatment of starting material and other from to growth of TiO2 single crystals. The difference in final pH values synthesis shown to be an important factor for the determination of the crystal phase obtained, wherein pH values of 4 led to the formation of TiO2 anatase phase only, while pH values exceeding 7 favored the coesistence of TiO2 anatase phase and hydrogen titanate. When incorporated into the resin, the nanotubes acted as a...

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-03-25Bitstream added on 2014-12-02T11:21:04Z : No. of bitstreams: 1 000773454.pdf: 4924956 bytes, checksum: 02d75baef0f2f594f53a30b850a17b92 (MD5) / Este trabalho se baseou na síntese de catalisadores de TiO2 modificados com cátions de nióbio estruturalmente através do método Pechini e superficialmente através da deposição de nióbio metálico por sputtering, caracterização destes catalisadores para verificar estas modificações, e a avaliação da atividade fotocatalítica na redução do CO2 a metanol e da descoloração de soluções do corante Rodamina-B. A modificação do TiO2 busca obter um aumento no tempo de recombinação do par elétron/buraco e consequentemente uma maior atividade fotocatalítica. A modificação em substituição do Ti4+ pelo Nb5+ visa promover a geração de níveis doadores de elétrons na estrutura cristalina e a modificação por deposição de nanopartículas de nióbio metálico por sputtering que atuarão como aceitadores de elétrons sobre a superfície dos catalisadores, modificações estas, que atuarão na redução do CO2. Partindo destas premissas, primeiramente foram sintetizados os catalisadores nas concentrações 0,0%; 0,5%; 1,0%; 2,5% (m/m) de nióbio, e posteriormente 5,0%; 10,0% e 20,0% (m/m) de nióbio através dos métodos citados. Os catalisadores obtidos foram caracterizados utilizando difratometria de Raios X (DRX - Rigaku Rint-2000), área de superfície SBET (B.E.T. - Micrometrics ASAP 2010), espectroscopia RAMAN (HORIBA-HR 800), FEG/SEM (JEOL modelo JSM-7500F) e XPS (UNI-SPECS UHV) para analisar as características da superfície. Após a caracterização, os catalisadores foram submetidos a dois ensaios fotocatalíticos. O primeiro para avaliar a ocorrência da redução de CO2 e o segundo visou avaliar a capacidade dos mesmos na descoloração oxidativa do corante Rodamina-B utilizando espectroscopia na região do UV-vis para obtenção dos resultados. Para verificar e quantificar a possível formação de radicais carbonila e álcool, cada amostra foi analisada por TOC (O.I. Analytical Aurora model 1030) e GC-FID... / This work was based on synthesis of TiO2 photocatalysts powders modified with Nb structurally by Pechini and superficially by metallic Nb depositing by sputtering, characterization of these photocatalysts powders to verify these changes, and evaluation of photocatalytic activity in the reduction of CO2 to methanol and decolorization of of dye rhodamine-B solutions. The TiO2 modification tries to achieve an increase in the recombination time of the electron-hole pair and hence a higher photocatalytic activity. The modification to replace Ti4+ by Nb5+ aims to promote the generation of donor levels of electrons in the crystal structure and modification for nanoparticles deposition of metallic Nb by sputtering to act as acceptor of electrons on the photocatalysts powders surface, changes them, who will serve in reducing CO2. Starting from these premises first photocatalysts powders were synthesized in the compositions of 0.0 %, 0.5 %, 1.0 %, 2.5 % (w/w) of Nb and subsequently 5.0% , 10.0 % and 20.0% (w/w) of Nb with the methods mentioned. The photocatalysts powders were characterized using X-ray diffraction (XRD-Rigaku Rint-2000) , surface area SBET (EST-Micrometrics ASAP 2010) , Raman spectroscopy (HORIBA HR-800 ) , FEG / SEM (JEOL JSM-7500F) and XPS (UNI-SPECS UHV) to analyze the surface characteristics. After characterizing the photocatalysts poder underwent two photocatalytic tests. The first to assess the occurrence of CO2 reduction and the second aimed at evaluating the capacity in the oxidative bleaching of the dye rhodamine-B using spectroscopy in the UV-vis region to obtain the results. To verify and quantify the possible formation of carbonyl and alcohol radicals, each sample was analyzed for TOC (Aurora Analytical model HI 1030) and FID-GC (Varian CP- 3800). Through the techniques used for characterization of photocatalyst powders was observed that the predominant crystalline phase is anatase and Ti was replaced by Nb...

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Medicina, 2011. / Submitted by Juliane Alves (juliane_570@hotmail.com) on 2012-04-05T18:58:22Z No. of bitstreams: 1 2011_VitórioCamposdaSilva.pdf: 3279628 bytes, checksum: 49f1f7cd5a12944901cf37c8f07ae3a6 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2012-04-10T18:43:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_VitórioCamposdaSilva.pdf: 3279628 bytes, checksum: 49f1f7cd5a12944901cf37c8f07ae3a6 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-10T18:43:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_VitórioCamposdaSilva.pdf: 3279628 bytes, checksum: 49f1f7cd5a12944901cf37c8f07ae3a6 (MD5) / A estabilidade do titânio (Ti) e sua alta resistência à corrosão, fizeram do mesmo o elemento de escolha na implantodontia e estão relacionadas, dentre outros fatores, com a camada natural de óxido na sua superfície. Vários tratamentos tem sido utilizados para modificar sua topografia e energia de superfície, no intuito de promover melhor adesão, migração e proliferação celular, diminuindo o tempo necessário para a osteointegração. Diferentes superfícies provavelmente influenciam de maneira distinta a resposta inflamatória e eventos celulares como ativação de leucócitos, cicatrização e osteogênese. A adesão de plaquetas e geração de fibrina, bem como a ativação do sistema complemento, resultam na ativação e recrutamento de neutrófilos. Durante a colocação de um implante, a adsorção de pequenos íons e proteínas plasmáticas ocorre na superfície, sendo responsável por subseqüentes respostas celulares. Portanto, a compreensão do papel dos neutrófilos humanos nas interações que ocorrem nas superfícies implantares, e a influencia da composição elementar bem como, dos diversos tratamentos aplicados a essas superfícies é de grande importância. A otimização para uso clínico dos materiais utilizados na confecção de implantes requer modificações controladas de suas superfícies. No presente, as relações entre tais superfícies e sua reatividade com os tecidos, bem como sua integridade a longo prazo, são pouco conhecidos. O objetivo do presente estudo foi comparar a resposta de neutrófilos interagindo diretamente com duas distintas superfícies de Ti em diferentes tempos de incubação. Neutrófilos humanos foram separados e colocados em contato com discos de Ti, lisos e rugosos. Para a análise da adesão celular foram utilizadas a microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a citometria de fluxo (Facs). A morfologia e o resultado do uso de marcadores de adesão revelaram sinais de ativação dos neutrófilos por ambas as superfícies. As características morfológicas nas duas superfícies mostraram progressivas alterações durante os primeiros 120 minutos da interação. Utilizou-se também a microscopia de fluorescência e marcadores como o Dapi, Faloidina e anti CD-62L para caracterizar, respectivamente, o núcleo celular, o citoesqueleto actínico e receptores de membrana. Não houve correlação entre a força de adesão, alterações morfológicas, complexidade do citoesqueleto e expressão dos marcadores CD-62L e CD-11b, considerados, após os tempos de interação das células com as superfícies. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The stability and high corrosion-resistance of the titanium (Ti) makes it, the element of choice in implantology and its related, among other factors, with the natural oxide layer that covers the Ti surface. Many treatments have been used to modify its topography and surface energy in order to promote better cell adhesion, migration and proliferation shortening the time necessary to the osseointegration. Different surfaces probably influence distinctly the inflammatory responses and cellular events as leukocyte activation, healing and osteogenesis. The platelet adhesion and fibrin generation as well as the complement activation results in the neutrophil recruitment and activation. At the time of an implant placement plasma proteins and ions adsorb to the surface and are responsible for subsequent cellular responses. So the comprehension of the human neutrophils role on the interactions network that occurs on the implant surfaces and the influence of the elemental composition as well as different surface treatments applied are of great importance. The optimization for clinical use of the materials used to construct implants need controlled modifications on its surfaces. At the present the relationship between these surfaces and its reactivity with tissues for a long period of time are little known. The aim of the present study was to compare the response of neutrophils interacting with two different Ti surfaces and different time contact. Isolated human neutrophils were placed into contact with Ti discs, which had been rendered as “smooth” or “rough” following different surface treatments. Scanning electron microscopy and flow cytometry were used to analize the cell adhesion to the surfaces and the exposure of membrane proteins such as CD-62L and CD-11b. Topographic roughness was demonstrated as higher for the SLA treated surfaces, measured by atomic force microscopy and elemental analysis was performed by energy dispersive X-ray, showing a similar composition for both surfaces. The cell morphology and adhesion marker results revealed signs of neutrophil activation by either surface, with different neutrophil morphological characteristics being observed between the 2 surface types and progressive morphologic changes during the first 120 min of interaction. Topoghrafic analyses were also performed by the use of atomic force microscopy. Fluorescence microscopy (AFM) and markers as Dapi, Faloidin and CD 62L were also utilized in order to characterize the cellular nucleous, actin cytoskeleton and membrane receptors. There is no correlation between adhesive forces, morphologycal changes, citoskeletal complexity and marker expression as anti CD-62L or CD-11b on the evaluated interaction time of the cells with the surfaces.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-06-24T16:46:33Z No. of bitstreams: 1 2014_FelipedaCruzDias.pdf: 7012530 bytes, checksum: 58d8775074a3f43fe9ee02fdd9f14278 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-06-26T13:07:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_FelipedaCruzDias.pdf: 7012530 bytes, checksum: 58d8775074a3f43fe9ee02fdd9f14278 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-06-26T13:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_FelipedaCruzDias.pdf: 7012530 bytes, checksum: 58d8775074a3f43fe9ee02fdd9f14278 (MD5) / Titânio e suas ligas são conhecidos por apresentarem excelentes propriedades mecânicas e inúmeras possibilidades de utilização de acordo com sua composição. Entretanto a baixa resistência ao desgaste restringe o uso de ligas de titânio em atividades que envolvam abrasão. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da deposição de filmes finos de TiN e ZrN multicamadas na resistência ao desgaste microabrasivo da liga Ti-40Zr obtida por metalurgia do pó. Os filmes foram obtidos por deposição física de vapores por feixe de elétrons, com três diferentes configurações: Ti/TiN, Ti/TiN/ZrN e Ti/TiN/ZrN/TiN. Ensaios de desgaste microabrasivo por esfera livre foram realizados com duas diferentes suspensões abrasivas: uma à base de carbeto de silício, com concentração volumétrica de 0,20 e outra à base de sílica, com concentração volumétrica de 0,23. Foram estudados também 5 diferentes modelos de equações de desgaste com intuito de verificar o que melhor se ajusta com os resultados obtidos experimentalmente, a partir dos coeficientes de determinação e correlação. Foram realizadas caracterizações por meio de ensaio de riscamento, difratometria de raios-X, microscopia eletrônica de varredura, microscopia confocal a laser e microscopia de força atômica. Dentre os abrasivos utilizados, o carbeto de silício apresentou maior coeficiente de desgaste para todas as amostras em função de sua maior dureza e tamanho de partículas. Os coeficientes de desgaste revelaram que todas as amostras revestidas tiveram desempenho superior quando comparadas à amostra sem revestimento, independente do abrasivo utilizado: redução de 69% e 66% para amostras revestidas com TiN, 64% e 64% para amostras revestidas com TiN/ZrN e 59% e 19% para amostras revestidas com TiN/ZrN/TiN, para os abrasivos SiC e SiO2, respectivamente. Dentre os modelos usados para determinação dos coeficientes, os de Archard e Allspopp apresentaram maiores valores nos coeficientes de determinação e correlação, demonstrando melhor ajuste aos dados obtidos experimentalmente. A microscopia de força atômica não revelou correlação entre a rugosidade do filme e sua resistência ao desgaste, evidenciando todavia, uma dependência entre a rugosidade e o tipo de filme. O teste de riscamento analisado pela microscopia confocal a laser demonstrou que a deposição das multicamadas gerou baixa adesão entre as mesmas, tornando-as mais suscetíveis à delaminação com o incremento no número de camadas e, como consequência, redução da resistência ao desgaste. A dissimilaridade composicional entre os filmes TiN e ZrN pode ter gerado tensões residuais durante a deposição, causando delaminação entre os mesmos. ____________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Titanium and their alloys are known to have excellent mechanical properties and numerous possibilities of use, according to their composition. However, the lower wear resistance restricts the use of titanium alloys in activities involving abrasion. The aim of this work was evaluate the influence of thin films deposition of TiN and ZrN multilayers in micro-abrasive wear resistance of Ti-40Zr alloy, obtained by powder metallurgy. The thin films were obtained by physical vapor deposition, by electron beam, with three different settings: Ti/TiN, Ti/TiN/ZrN e Ti/TiN/ZrN/TiN. Free ball micro-abrasive wear tests were performed with two different abrasive slurries: a silicon carbide-based, with volumetric concentration of 0,20 and the other silica-based, with volumetric concentration of 0,23. Moreover, 05 different models of wear equations in order to verify which best fits with the results obtained experimentally, from the determination and correlation coefficients. Characterizations were performed by scratching test, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, confocal laser microscopy and atomic force microscopy. Among abrasive used, silicon carbide showed higher wear coefficient for all samples due their greater hardness and size of particles. The wear coefficients revealed that all coated samples exhibited superior performance when compared to the uncoated sample, regardless of the abrasive used: reduction of 69% and 66% for samples coated with TiN, 64% and 64% for samples coated with TiN/ZrN and 59% and 19% for samples coated with TiN/ZrN/TiN, to SiO2 and SiC abrasives, respectively. Among the models used to determine the coefficients, Archard and Allspopp presented higher values in the determination and correlation coefficients, and shows a better fit to the data obtained experimentally. Atomic force microscopy revealed no correlation between the roughness of the film and its wear resistance, showing however, a dependency between the roughness and the type of film. The scratching test analyzed by confocal laser microscopy showed that the multilayer deposition produced low adherence between the layers, making them more susceptible to delamination by increasing the number of layers and, consequently, reduced wear resistance. The compositional dissimilarity between the TiN and ZrN films may have generated residual stresses during the deposition, causing delamination between them.

Tratamentos superficiais permitem aliar as características selecionadas do material base às características do revestimento a ser formado. Neste aspecto, fenômenos eletroquímicos como a corrosão e passividade foram explorados neste trabalho a fim de promover a modificação das ligas Ni-Ti com vistas a diminuir a quantidade de níquel presente na superfície deste material. Desta forma, o estudo do comportamento eletroquímico da liga Ni-Ti, titânio e níquel foi realizado em diversos meios, sendo que, através da comparação dos resultados obtidos, tratamentos eletroquímicos foram propostos para a modificação superficial da liga Ni-Ti. Diversos métodos de análises foram utilizados na quantificação das modificações superficiais advindas dos tratamentos empregados, assim como na seleção de tratamentos a serem investigados em duas distintas aplicações: biomédicas – buscando aumentar a biocompatibilidade da liga Ni-Ti; e em eletrólise – buscando alcançar uma maior eficiência na produção de hidrogênio com o uso de eletrodos a base de Ni-Ti. Ensaios in vitro e em solução de Hank demonstram uma satisfatória biocompatibilidade da liga Ni- Ti mesmo sem a aplicação de tratamentos superficiais, também pôde ser verificada a influência negativa da rugosidade na biocompatibilidade dos materiais testados, a exceção do titânio. Os testes realizados utilizando a liga Ni-Ti como eletrodo na eletrólise de meios aquosos revelaram, através de parâmetros eletroquímicos, o efeito benéfico dos tratamentos superficiais utilizados, trazendo um ganho na eficiência de eletrólise sobre eletrodos Ni-Ti superficialmente modificados. / Surface treatments allow the combination between selected characteristics of the bulk material and the coating to be created. In this aspect, electrochemical phenomena, as corrosion or passivity were investigated to induce surface modification over Ni-Ti alloys, aiming to reduce the nickel concentration present on the material’s surface. For this reason, the study of the Ni-Ti alloy electrochemical behavior was carried out comparing the electrochemical behavior of the alloy with that of the pure elements (nickel and titanium) and the results were used to delimitate electrochemical treatments for Ni-Ti alloys. Different kind of analyses were used in the characterization of the surface modifications produced by the employed treatments. The surface treatments suggested in this work were tested in two different applications: biomedical – surface treatment to improve the biocompatibility of Ni-Ti alloys; and electrolysis – to develop catalytic activity for the hydrogen evolution reaction on Ni-Ti electrodes. The in vitro and Hank’s solution experiments showed a satisfactory biocompatibility for Ni-Ti, even without the use of any surface treatment. The results also demonstrated the negative influence of the roughness on the biocompatibility for all the tested materials, excluding for titanium. The proposed Ni-Ti surface treatment also resulted in the improvement of the efficiency of hydrogen evolution reaction on this material.