Thin films are an enabling technology for a wide range of applications, from microprocessors to diffusion barriers. Nanolaminate thin films combine two (or more) materials in a layered structure to achieve performance that neither film could provide on its own. Atomic layer deposition (ALD) is a chemical vapor deposition technique in which film growth occurs through self limiting surface reactions. The atomic scale control of ALD is well suited for producing nanolaminate thin films. In this thesis, ALD of two nanolaminate systems will be investigated: Al₂O₃-Ta₂O₅ and ZnO-SnO₂. Al₂O₃ and Ta₂O₅ are high κ dielectrics that find application as gate oxides for field effect devices such as metal oxide semiconductor field effect transistors and thin film transistors. Al₂O₃-Ta₂O₅ nanolaminate films of a fixed composition and total thickness, but with varied laminate structures, were produced to explore the influence of layer thickness on dielectric behavior. Layer thickness was found to have little impact on the dielectric constant but a strong impact on the leakage current. Thick layered nanolaminates (with 2.5 to 10 nm layers) performed better than either pure material. Showing structure provides a means of tailoring nanolaminate properties. ZnSnO is an amorphous oxide semiconductor used to make transparent TFTs. Although ALD is naturally suited to the production of nanolaminates, the deposition of homogenous ternary compounds is still uncommon. For very thin depositions, nucleation behavior can dominate, resulting in ALD growth rates different than for thicker films. Initial work on ALD of the ZnO-SnO₂ system is presented, focusing on nucleation and growth of each material on the other. It was found that both ZnO and SnO₂ inhibit the growth of one another and a method was developed to characterize the average growth rate for few cycle depositions. / Graduation date: 2011

O desenvolvimento de novos materiais que possam ser aplicados como sensores resistivos de gás torna-se mais importante a cada dia devido sua importância no monitoramento ambiental, controle de emissão industrial e aplicações médicas. Desta forma, esforços têm sido realizados a fim de desenvolver dispositivos funcionais que apresentem uma alta sensibilidade, seletividade e baixo consumo de energia operando em temperaturas próximas a temperatura ambiente. O composto ZnO nanoestruturado puro e/ou dopado exibindo diferentes morfologias têm sido apontado como um candidato promissor na detecção de diferentes tipos de gases devido suas propriedades eletrônicas e da alta razão superfície/volume que facilitam a adsorção de espécies gasosas sobre sua superfície. Adicionalmente, diferentes estudos tem mostrado que o desempenho de sensores resistivos pode ser melhorado através da inserção de dopantes na rede ou na superfície do material sensor. Motivados por essas considerações, neste trabalho, filmes finos e espessos de composição ZnO e Zn1-xCoxO nanoestruturados obtidos através dos métodos dos precursores poliméricos, RF sputtering e tratamento hidrotermal foram avaliados visando sua aplicação como sensor dos gases O3, NO2 e CO. O estudo das propriedades estruturais de longo alcance investigadas através da técnica de difração de raios X mostrou que a adição de cobalto causa uma diminuição da intensidade dos picos de difração. Medidas do espectro de absorção de raios-X indicaram que nas amostras obtidas pelo método dos precursores poliméricos e RF sputtering, respectivamente, os átomos de Co assumem predominantemente o estado de valência 2+ e 3 +. A composição química da superfície das amostras foi analisada através da técnica de espectroscopia de fotoelétrons de raios X (XPS) enquanto as propriedades microestruturais foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (AFM). Medidas da resistência elétrica das amostras foram utilizadas para avaliar as propriedades sensoras das amostras, como a sensibilidade, a seletividade, o tempo de resposta e de recuperação quando expostos a diferentes concentrações dos gases O3, CO e NO2. As medidas de resistência elétrica quando os filmes foram expostos as estes gases mostrou que as três metodologias de síntese foram eficientes na obtenção de amostras que apresentam um grande potencial para serem aplicadas como sensores de gás. Entretanto, a amostra obtida por RF-sputtering apresentou as melhores propriedades de detecção ao gás ozônio com, valor de resposta quarenta (40) vezes maior, que foi atribuído a sua alta rugosidade e as características microestruturais apresentadas por essa amostra. As amostras Zn1-xCoxO obtidas pelo método dos precursores poliméricos exibiram uma maior sensibilidade ao ozônio e uma menor temperatura de trabalho em relação a amostra ZnO, preparada por esse mesmo método. Além disso, a adição de cobalto contribuiu para a seletividade do composto. A melhora das propriedades sensoras foram atribuídas a uma melhor atividade catalítica causada pelos íons Co e a presença de defeitos na superfie do material, que favoreceu a adsorção das moléculas de oxigênio na superfície da amostra / The development of new materials to be applied as gas resistive sensors has become increasingly important regarding environmental monitoring, industrial emission control and medical applications. Pure or doped ZnO nanostructured compounds that exhibit different morphologies have been identified as promising candidates for the detection of different types of toxic gases due to their electronic properties and high surface/volume ratio, which facilitates the adsorption of gaseous species on their surface. Studies have shown the performance of resistive sensors can be improved by the doping or presence of defects in the network or at the surface of the sensor material. The present doctoral thesis addresses the evaluation of ZnO and Zn1-xCoxO nanostructured films obtained by the polymeric precursor method, RF sputtering deposition and hydrothermal treatment and their application as O3, NO2 and CO gas sensors. Their long-range order structure investigated by the X-ray diffraction technique showed the addition of cobalt decreases the intensity of diffraction peaks. Measurements of X-ray absorption spectra at Co K-edge indicated Co atoms in the samples obtained by the RF sputtering technique and polymeric precursor method predominantly assume the 2+ and 3+ oxidation state. Measurements of electrical resistance were used in the evaluation of ZnO and Zn1-xCoxO nanostructured films sensing properties such as sensitivity, selectivity, response and recovery times under different concentrations of O3, CO and NO2 gases. The electrical resistance of the films exposed to those gases showed the three methodologies of synthesis effectively obtained samples to be applied as gas sensors. However, the sample obtained by the RF-sputtering deposition technique exhibited the best detection properties towards ozone gas and a forty-time higher response value, attributed to greater roughness and microstructural features. Zn1-xCoxO samples obtained by the polymeric precursor method exhibited higher sensitivity and a lower working temperature in relation to ozone gas. Such characteristics were attributed to a better catalytic activity promoted by the addition of Co ions and the presence of defects on the surface of the material, which favors the adsorption of oxygen molecules on the sample surface.

Compostos condutores protônicos de zirconato de bário dopado com ítrio, BaZr0,8Y0,2O3-δ, preparados por síntese de estado sólido, foram compactados e sinter izados com ZnO e B2O3 como aditivos. Os corpos cerâmicos sinter izados foram analisados por difração de raios X e espectroscopia de impedância. Superfícies polidas e atacadas termicamente foram observadas em microscópio de varredura por sonda. As medidas de densidade mostraram que a maior densificação foi obtida com óxido de zinco nas proporções de 2 e 5 peso%, atingindo aproximadamente 95% da densidade teórica. As medidas de resistividade elétrica evidenciaram a menor resistividade elétrica do composto cerâmico BaZr0,8Y0,2O3-δ, com 5 peso% de ZnO. Os aditivos de sinter ização, óxido de boro e óxido de zinco, foram eficientes para se obter compostos com menores valores de resistividade elétrica que os obtidos em compostos sinter izados sem aditivos. / BaZr0.8Y0.2O3-δ, protonic conductors, prepared by the ceramic route, were pressed and sintered with ZnO and B2O3 sinter ing aids. The sintered pellets were analyzed by X-ra y diffraction and impedance spectroscopy. Polished and thermally etched surfaces of the pellets were observed in a scanning probe microscope. The highest values of apparent densit y, 95%T.D., were obtained with 2 and 5 wt.% ZnO. The lowest value of electr ical resistivit y was obtained in BaZr0.8Y0.2O3-δ, compounds with 5 wt.% ZnO. Boron oxide and zinc oxide sinter ing aids were efficient to improve the apparent densit y as well as the electr ical conductivit y of BaZr0.8Y0.2O3-δ, protonic conductors.

Inicialmente o presente estudo objetivou avaliar os efeitos de diferentes fontes de cobre e zinco na dieta de leitões desmamados. Porém, houve a necessidade de utilizar as mesmas fontes e alterar apenas os níveis de inclusão desses minerais, o que justifica o título (que não pôde ser substituído posteriormente). Os leitões recém-desmamados apresentam reduzida digestibilidade de nutrientes pela falta de maturidade do sistema digestório frente à dieta sólida, levando à redução na absorção dos mesmos, e consequentemente diarreia e queda no desempenho. Uma das alternativas utilizadas após o desmame, principalmente com a proibição do uso de antibióticos como promotores de crescimento, tem sido os microminerais, principalmente o zinco (Zn) e o cobre (Cu). Dentre as fontes, o óxido de zinco (ZnO) e o sulfato de cobre (CuSO4) são as comumente utilizadas em níveis farmacológicos, 3000 mg/kg e 250 mg/kg, respectivamente devido ao baixo custo e por melhorar o desempenho, a consistência fecal e a manutenção da integridade intestinal. É possível que leitões suplementados com a associação de CuSO4 e níveis reduzidos de ZnO na dieta apresentem desempenho, frequência de dias com diarreia e morfometria intestinal semelhantes aos leitões suplementados com maiores níveis, e que não ocorra interferência na absorção hepática de Cu e na concentração de Zn na tíbia. Assim, o presente estudo avaliou a associação entre o CuSO4 e o ZnO, em níveis reduzidos, sobre o desempenho, a morfometria intestinal, a frequência de dias com diarreia e a concentração desses minerais no fígado e na tíbia de leitões na fase de creche. Utilizaram-se 80 leitões desmamados aos 21 dias de idade distribuídos em 2 tratamentos, de acordo com as fases: Pré-inicial (21 aos 35 dias): T1, 3000 mg/kg ZnO + CuSO4; T2, 2500 mg/kg ZnO + CuSO4; Inicial 1 (35 aos 49 dias): T1, 2500 mg/kg ZnO + CuSO4; T2, CuSO4; e na Inicial 2 (49 aos 63 dias): T1 e T2, 100 mg/kg ZnO + CuSO4, sendo a inclusão de 180 mg/kg CuSO4 em todas as fases. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, sendo a sala e o peso considerados como bloco. A frequência de dias com diarreia foi transformada pela função arco-seno e as características foram submetidas à análise de variância, empregando-se o software SAS (v. 9.3), o nível de significância considerado foi de 5%. Os leitões que receberam menor nível de ZnO apresentaram maior frequência de diarreia dos 35 aos 49 dias de idade (P < 0,05), contudo o desempenho, a morfometria intestinal e a concentração de cobre no fígado foram semelhantes entre os tratamentos. Infere-se que esse resultado foi obtido pela atuação do Zn, Cu e aos cuidados paliativos como o fornecimento de soro via oral e antibioticoterapia terapêutica nos animais com fezes líquidas. Conclui-se que os leitões que receberam reduzida inclusão ZnO, níveis inferiores a 3000 mg/kg, associado a 180 mg/kg de CuSO4 apresentaram maior frequência de dias com diarreia dos 35 aos 49 dias, sem prejuízos no desempenho e na morfometria intestinal, sendo possível a redução de custos e na poluição ambiental. / Initially the present study aimed to evaluate the effects of different sources of copper and zinc in the diet of weaned piglets. However, it was necessary to use the same sources and only change the inclusion levels of these minerals, which justifies the title (which couldnt be replaced later). Newly weaned piglets show reduced nutrients digestibility, due to the lack of maturity of the digestive system to the solid diet, leading to a reduction in nutrient absorption and consequently, diarrhea and performance reduction. One of the alternatives used after weaning, especially with the reduction of the use of antibiotics as growth promoters, is the use of microminerals, mainly zinc (Zn) and copper (Cu). Among the sources, zinc oxide (ZnO) and copper sulfate (CuSO4) are commonly used at pharmacological levels, 3000 mg/kg and 250 mg/kg, respectively, due to low cost and to improve performance, fecal consistency and maintenance of intestinal integrity. It is possible that piglets supplemented with the association of CuSO4 and ZnO at reduced levels in the diet show performance, diarrhea frequency and intestinal morphology similar to piglets supplemented with higher levels and that there is no interference on Cu hepatic absorption and Zn concentration in tibia. Thus, the present study evaluated the association between CuSO4 and ZnO at reduced levels on performance, intestinal morphology, frequency of days with diarrhea and concentration on the liver and tibia in piglets during the nursery phase. A total of 80 piglets were weaned at 21 days of age divided into 2 treatments according to the following phases: Pre-starter (21 to 35 days): T1, 3000 mg/kg ZnO + CuSO4; T2, 2500 mg/kg ZnO + CuSO4; Starter 1 (35 to 49 days): T1, 2500 mg/kg ZnO + CuSO4; T2, CuSO4; and in the Starter 2 (49 to 63 days): T1 and T2, 100 mg/kg ZnO + CuSO4, with inclusion of 180 mg/kg of CuSO4 in all phases. The experimental design was in randomized blocks, with room and weight considered as blocks. The diarrhea frequency was transformed by the sine function and the characteristics were submitted to analysis of variance using SAS software (v. 9.3). The level of significance was 5%. Piglets receiving lower levels of ZnO had greater diarrhea frequency from 35 to 49 days of age (P < 0.05), however performance, intestinal morphology and Cu concentration in the liver were similar between treatments. Infers that this result was obtained by Zn, Cu and palliative care, such as oral serum supply and therapeutic antibiotic therapy in animals with liquid feces. It is conclude that the piglets that received reduced ZnO inclusion, levels below 3000 mg/kg, associated with 180 mg/kg of CuSO4 showed higher frequency of days with diarrhea from 35 to 49 days, with no impairment in performance and intestinal morphology, enabling possible the reduction of costs and environmental pollution.

Inicialmente o presente estudo objetivou avaliar os efeitos de diferentes fontes de cobre e zinco na dieta de leitões desmamados. Porém, houve a necessidade de utilizar as mesmas fontes e alterar apenas os níveis de inclusão desses minerais, o que justifica o título (que não pôde ser substituído posteriormente). Os leitões recém-desmamados apresentam reduzida digestibilidade de nutrientes pela falta de maturidade do sistema digestório frente à dieta sólida, levando à redução na absorção dos mesmos, e consequentemente diarreia e queda no desempenho. Uma das alternativas utilizadas após o desmame, principalmente com a proibição do uso de antibióticos como promotores de crescimento, tem sido os microminerais, principalmente o zinco (Zn) e o cobre (Cu). Dentre as fontes, o óxido de zinco (ZnO) e o sulfato de cobre (CuSO4) são as comumente utilizadas em níveis farmacológicos, 3000 mg/kg e 250 mg/kg, respectivamente devido ao baixo custo e por melhorar o desempenho, a consistência fecal e a manutenção da integridade intestinal. É possível que leitões suplementados com a associação de CuSO4 e níveis reduzidos de ZnO na dieta apresentem desempenho, frequência de dias com diarreia e morfometria intestinal semelhantes aos leitões suplementados com maiores níveis, e que não ocorra interferência na absorção hepática de Cu e na concentração de Zn na tíbia. Assim, o presente estudo avaliou a associação entre o CuSO4 e o ZnO, em níveis reduzidos, sobre o desempenho, a morfometria intestinal, a frequência de dias com diarreia e a concentração desses minerais no fígado e na tíbia de leitões na fase de creche. Utilizaram-se 80 leitões desmamados aos 21 dias de idade distribuídos em 2 tratamentos, de acordo com as fases: Pré-inicial (21 aos 35 dias): T1, 3000 mg/kg ZnO + CuSO4; T2, 2500 mg/kg ZnO + CuSO4; Inicial 1 (35 aos 49 dias): T1, 2500 mg/kg ZnO + CuSO4; T2, CuSO4; e na Inicial 2 (49 aos 63 dias): T1 e T2, 100 mg/kg ZnO + CuSO4, sendo a inclusão de 180 mg/kg CuSO4 em todas as fases. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, sendo a sala e o peso considerados como bloco. A frequência de dias com diarreia foi transformada pela função arco-seno e as características foram submetidas à análise de variância, empregando-se o software SAS (v. 9.3), o nível de significância considerado foi de 5%. Os leitões que receberam menor nível de ZnO apresentaram maior frequência de diarreia dos 35 aos 49 dias de idade (P < 0,05), contudo o desempenho, a morfometria intestinal e a concentração de cobre no fígado foram semelhantes entre os tratamentos. Infere-se que esse resultado foi obtido pela atuação do Zn, Cu e aos cuidados paliativos como o fornecimento de soro via oral e antibioticoterapia terapêutica nos animais com fezes líquidas. Conclui-se que os leitões que receberam reduzida inclusão ZnO, níveis inferiores a 3000 mg/kg, associado a 180 mg/kg de CuSO4 apresentaram maior frequência de dias com diarreia dos 35 aos 49 dias, sem prejuízos no desempenho e na morfometria intestinal, sendo possível a redução de custos e na poluição ambiental. / Initially the present study aimed to evaluate the effects of different sources of copper and zinc in the diet of weaned piglets. However, it was necessary to use the same sources and only change the inclusion levels of these minerals, which justifies the title (which couldnt be replaced later). Newly weaned piglets show reduced nutrients digestibility, due to the lack of maturity of the digestive system to the solid diet, leading to a reduction in nutrient absorption and consequently, diarrhea and performance reduction. One of the alternatives used after weaning, especially with the reduction of the use of antibiotics as growth promoters, is the use of microminerals, mainly zinc (Zn) and copper (Cu). Among the sources, zinc oxide (ZnO) and copper sulfate (CuSO4) are commonly used at pharmacological levels, 3000 mg/kg and 250 mg/kg, respectively, due to low cost and to improve performance, fecal consistency and maintenance of intestinal integrity. It is possible that piglets supplemented with the association of CuSO4 and ZnO at reduced levels in the diet show performance, diarrhea frequency and intestinal morphology similar to piglets supplemented with higher levels and that there is no interference on Cu hepatic absorption and Zn concentration in tibia. Thus, the present study evaluated the association between CuSO4 and ZnO at reduced levels on performance, intestinal morphology, frequency of days with diarrhea and concentration on the liver and tibia in piglets during the nursery phase. A total of 80 piglets were weaned at 21 days of age divided into 2 treatments according to the following phases: Pre-starter (21 to 35 days): T1, 3000 mg/kg ZnO + CuSO4; T2, 2500 mg/kg ZnO + CuSO4; Starter 1 (35 to 49 days): T1, 2500 mg/kg ZnO + CuSO4; T2, CuSO4; and in the Starter 2 (49 to 63 days): T1 and T2, 100 mg/kg ZnO + CuSO4, with inclusion of 180 mg/kg of CuSO4 in all phases. The experimental design was in randomized blocks, with room and weight considered as blocks. The diarrhea frequency was transformed by the sine function and the characteristics were submitted to analysis of variance using SAS software (v. 9.3). The level of significance was 5%. Piglets receiving lower levels of ZnO had greater diarrhea frequency from 35 to 49 days of age (P < 0.05), however performance, intestinal morphology and Cu concentration in the liver were similar between treatments. Infers that this result was obtained by Zn, Cu and palliative care, such as oral serum supply and therapeutic antibiotic therapy in animals with liquid feces. It is conclude that the piglets that received reduced ZnO inclusion, levels below 3000 mg/kg, associated with 180 mg/kg of CuSO4 showed higher frequency of days with diarrhea from 35 to 49 days, with no impairment in performance and intestinal morphology, enabling possible the reduction of costs and environmental pollution.

O trauma dental é uma das principais causas da reabsorção radicular. A reabsorção radicular é uma perda patológica progressiva da dentina e do cemento em um dente permanente, que pode ocorrer dentro do dente, ou na superfície externa do dente. Uma proposta de pasta obturadora densa, composta por Ca(OH)2, gel de clorexidina 2% (CHX) e óxido de zinco (ZnO) vem sendo utilizada como protocolo para dentes com reabsorção radicular. Apesar das propriedades do Ca(OH)2, CHX e ZnO serem amplamente estudadas de forma individual, há pouca informação na literatura sobre o mecanismo de ação da associação entre Ca (OH)2, CHX e ZnO. Portanto, o objetivo do estudo foi avaliar propriedades biológicas e físico-químicas desta associação. Neste estudo foram analisadas as propriedas de: atividade antimicrobiana, radiopacidade, escoamento, liberação de ions cálcio, avaliação de pH, citotoxicidade, bioatividade e proliferação celular a partir de pastas intracanais, como segue: Natrosol; Natrosol + ZnO; Natrosol + Ca(OH)2; Natrosol + ZnO + Ca(OH)2; 2% CHX; 2% CHX + ZnO; 2% CHX + Ca(OH)2; 2% CHX + ZnO + Ca(OH)2. Todos os ensaios foram realizados em triplicatas. Foi realizada uma análise estatística descritiva e inferencial. Os dados foram analisados estatísticamente, seguindo o teste de normalidade (teste de Shapiro-Wilk). A análise estatística foi realizada com o software GraphPad Prism 7 (GraphPad Software Inc., La Jolla, CA, EUA), com um nível de significância de 5%. O efeito antimicrobiano das pastas contra E. faecalis dependia da presença de CHX. Os halos de inibição mais elevados para C. albicans foram associados com Ca(OH)2 + CHX. Apenas as pastas com ZnO demonstraram uma radiopacidade superior a 3 mm Al, o Ca(OH)2 reduziu a radiopacidade das pastas contendo ZnO. As pastas que não continham Ca(OH)2 não liberaram ions de cálcio. Existe uma tendência para aumentar o pH até 14 dias. Os grupos com CHX apresentaram maior escoamento do que o natrosol quando misturados apenas com Ca(OH)2 ou ZnO. O teste de proliferação celular mostrou o fechamento contínuo da ferida de acordo com o tempo em todos os grupos avaliados, com exceção da CHX. Todos os grupos que continham Ca(OH)2 apresentaram maior formação de nódulos mineralizados de acordo com o tempo e uma atividade enzimática aumentada, exceto para o grupo CHX. Todos os grupos que continham Natrosol na sua composição apresentaram resultados acima ou próximos da linha de controle para a citotoxicidade. O grupo CHX apresentou uma taxa de viabilidade inferior a 50%, mas quando acompanhado de Ca(OH)2 ou ZnO mostrou taxas de viabilidade semelhantes às da linha de controle. Concluiu-se que a pasta obturadora composta por CHX + ZnO + Ca(OH)2 demonstrou efeitos biológicos favoráveis, como bioatividade, citotoxicidade e proliferação celular e mostrou a liberação de Ca+, alto pH, atividade antimicrobiana principalmente devido à presença de CHX e Ca(OH)2. / Dental trauma is a major cause of root resorption. Root resorption is a pathological progressive loss of dentine and cementum in a permanent tooth, that can occur inside/internal the tooth, or on the external surface of the tooth. A proposal of dense filling paste, composed of Ca (OH) 2, chlorhexidine gel 2% (CHX) and zinc oxide (ZnO) has been used as a protocol for teeth with root resorption. Despite the properties of Ca(OH)2, CHX and ZnO have been extensively studied, there is little information on the literature regarding the mechanism of action on the association among Ca(OH)2, 2% CHX and ZnO. Therefore, the aim of the study was to test biological and physicochemical properties by this filling paste. In this study the properties of antimicrobial activity, radiopacity, flow, calcium ions release, pH evaluation, cytotoxicity, bioactivity and cell proliferation from intracanal pastes were analyzed as follows: Natrosol; Natrosol + ZnO; Natrosol + Ca(OH)2; Natrosol + ZnO + Ca(OH)2; 2% CHX; 2% CHX + ZnO; 2% CHX + Ca(OH)2; 2% CHX + ZnO + Ca(OH)2. All assays were performed in triplicate. A descriptive and inferential statistical analysis was performed. The data were statistical analyzed, following the normality test (Shapiro-Wilk test). Statistical analysis was carried out with the software GraphPad Prism 7 (GraphPad Software Inc., La Jolla, CA, USA), at a 5% level of significance. Antimicrobial effect of the pastes against E. faecalis depended on the presence of CHX. The highest inhibition haloes for Candida albicans were associated with Ca(OH)2 + CHX. Only pastes with ZnO demonstrated radiopacity higher than 3 mm Al, Ca(OH)2 reduced the radiopacity of the pastes containing ZnO. Pastes that did not contain Ca(OH)2 had no calcium ion release. There is a tendency to increase the pH up to 14 days.The groups with CHX had greater fluidity than natrosol when mixed only with Ca(OH)2 or ZnO. Cell proliferation showed continuous closure of the wound according to time in all evaluated groups, except for 2% CHX. All groups containing Ca(OH)2 showed increased mineralized nodules formation according to the time and an increased enzyme activity except for group 2% CHX. All groups containing Natrosol in their composition showed results above or near the control line to cytotoxicity. CHX group exhibited a viability rate lower than 50% but when containing Ca(OH)2 or ZnO showed viability rates similar to the control line. It was concluded that the filling paste formed by CHX + ZnO + Ca(OH)2 demonstrated favorable biological effects such as bioactivity, cytotoxicity and cellular proliferation and showed release of Ca, high pH, antimicrobial activity mainly due to the presence of CHX and Ca(OH)2.

A corrosão é um dos problemas mais relevantes que afronta a indústria atual, representa mais de 25% do investimento destinado para reparos ou troca de equipamentos com falhas por problemas do ataque corrosivo. Neste panorama nos últimos anos houve um grande aumento no desenvolvimento de novas tecnologias para proteção das estruturas, por outro lado o aço ABTN 1020 é um dos materiais mais usados na indústria principalmente em ambientes contendo cloreto. A sua utilização não é recomendada pelas altas taxas de corrosão, sendo necessário à adoção de pintura como meio de proteção. Este trabalho investigou a resistência à corrosão de uma pintura em meios contendo cloreto cuja composição da matriz foi resina uretânica (PU) e diferentes cargas a base de SiO2 e ZnO em diversas concentrações, sendo avaliadas mediante técnicas de Impedância Eletroquímica- EIS e de varredura com elétrodo vibratório SVET. Verificou-se que a espectroscopia e SVET também fornecem informação suficiente relativo ao desgaste e a possível ação da corrosão, sendo assim foi evidenciado que pintura com carga a base de SiO2 que tem melhor resistência à corrosão em meios contendo cloreto. Em outra análise quando comparados com a carga de ZnO pintura com irradiação, observou-se que houve um aumento na aderência da pintura ao metal base, fornecendo uniformidade e maior proteção anticorrosiva, assim foram determinados parâmetros que podem aplicações na indústria. / Corrosion is one of the most important problems facing today\'s industry, representing more than 25% of the investment destined for repairs or exchange of equipment with failures due to corrosive attack problems. In this panorama in recent years there has been a great increase in the development of new technologies for protection of structures, on the other hand the steel ABTN 1020 is one of the materials most used in the industry mainly in environments containing chloride. Its use is not recommended due to the high corrosion rates, and it is necessary to adopt painting as a means of protection. This work investigated the corrosion resistance of a paint in chloride-containing media whose urethane resin (PU) composition and different SiO2 and ZnO-based loads were evaluated in various concentrations and evaluated by Electrochemical Impedance-EIS and scanning with vibrating electrode SVET. It was verified that the spectroscopy and SVET also provide sufficient information regarding the wear and the possible action of the corrosion, thus it was evidenced that paint with charge based on SiO2 that has better resistance to corrosion in media containing chloride. In another analysis when compared with the ZnO charge with irradiation paint, it was observed that there was an increase in the adhesion of the paint to the base metal, providing uniformity and greater anticorrosive protection, thus determined parameters that can be applied in the industry.

O objetivo do presente estudo foi avaliar histopatologicamente, a resposta dos tecidos pulpar e periapical de dentes de cães, após pulpotomia e proteção do remanescente pulpar com o Derivado da Matriz do esmalte (Emdogain®). Foram utilizados 40 dentes (80 raízes), de 4 cães, distribuídos em 6 grupos, nos períodos experimentais de 7 dias (Grupos I, II e II) e 70 dias (Grupos IV, V e VI). Após a remoção da polpa coronária, o remanescente pulpar foi recoberto com os seguintes materiais: Grupo I e IV - Derivado da Matriz do Esmalte (Emdogain®); Grupos II e V (Controle negativo) pasta de Hidróxido de Cálcio p.a. e soro fisiológico e Grupos III e VI (Controle positivo) Óxido de Zinco e Eugenol. Decorridos os períodos experimentais, os animais foram submetidos à eutanásia, as peças removidas e submetidas ao processamento histológico. A avaliação microscópica foi realizada em microscópio óptico com relação à presença ou não da barreira dentinária, severidade da inflamação, presença ou ausência de hemorragia, presença ou ausência de osteogênese focal, presença ou ausência de necrose pulpar, presença de reabsorção radicular externa e espessura do ligamento periodontal. A avaliação radiográfica foi realizada considerando-se a integridade da lâmina dura, presença de áreas de rarefação óssea periapical, de reabsorção radicular (interna e externa) e de ponte de dentina. Os resultados obtidos foram submetidos à análise estatística utilizando-se o teste exato de Fisher (&alpha;= 0,05). Nos espécimes que apresentavam lesões periapicais, as medidas radiográficas das áreas de rarefação óssea periapical foram comparadas entre grupos por meio do teste de Kruskal-Wallis seguido pelo pós teste de Dunn (&alpha;= 0,05). Os achados histopatológicos evidenciaram que no período de 7 dias, no Grupo I havia um infiltrado inflamatório leve a moderado e intensa proliferação vascular no tecido pulpar, no Grupo II um infiltrado inflamatório leve, estando o tecido pulpar íntegro enquanto no Grupo III foi observado um infiltrado inflamatório moderado a severo. Em todos os grupos não havia formação de ponte de dentina e a região periapical apresentava aspectos de normalidade. No período de 70 dias, nos Grupos IV e VI não houve formação de ponte de dentina, o tecido pulpar apresentava áreas de necrose com presença de células inflamatórias na região periapical e reabsorção cementária e óssea. Por outro lado, no Grupo V, foi observada a presença de ponte de dentina, ausência de processo inflamatório e ausência de reabsorção dos tecidos mineralizados. Com relação aos achados radiográficos, no período de 7 dias, todos os Grupos (I, II e III) apresentaram integridade da lâmina dura, ausência de rarefação óssea periapical, ausência de reabsorção interna e externa e ausência de formação de ponte dentinária. No período experimental de 70 dias, o Grupo IV apresentou descontinuidade de lâmina dura com presença de rarefação óssea periapical em 100% dos casos. Ainda, reabsorção radicular interna e formação de ponte dentinária não foram observadas, com reabsorção radicular externa presente em 75% dos casos. Nos Grupos V e VI, a ausência de integridade da lâmina dura e presença de rarefação periapical foram observadas em 25% e 50% dos casos, respectivamente, e reabsorção radicular externa em 25% dos casos. Reabsorção radicular interna e formação de ponte dentinária não foram observadas em nenhum dos grupos. Os resultados microscópicos e radiográficos permitiram concluir que o Derivado da Matriz do Esmalte (Emdogain®) não apresentou resultados satisfatórios quando aplicado sobre o tecido pulpar exposto na técnica da pulpotomia. / The purpose of this study was to evaluate, both histopatologically and radiographically, the pulpal and periapical response of dogs´ teeth after pulpotomy and use of Enamel Matrix Derivative (Emdogain®). For such purpose, 40 teeth (80 roots), obtained from 4 dogs, were assigned to 6 groups and evaluated in two experimental periods: 7 days (Groups I, I, and III) and 70 days (Groups IV, V and, VI). After pulpotomy, pulp remnant was covered with the following materials: Groups I and IV Enamel Matrix Derivative (Emdogain®); Groups II and V (negative control) Calcium hydroxide p.a.; and Groups III and VI (positive control) Zinc oxide and eugenol. At the established experimental periods, the animals were euthanized and the anatomic pieces were obtained and histologically processed. The microscopic evaluation was performed in a light microscope regarding the presence or absence of induced dentin barrier, severity of inflammation, presence or absence of bleeding, presence or absence of focal osteogenesis, presence or absence of pulp necrosis, presence of external root resorption and periodontal ligament thickness. Radiographic evaluation was performed considering the integrity of the lamina dura, presence of areas of periapical bone rarefaction, root resorption (internal and external) and dentin bridge formation. The results were analyzed statistically using Fisher´s exact test (&alpha;= 0.05). In the specimens presenting apical periodontitis, the areas of the lesions were determined and the groups were compared using the Kruskal-Wallis test followed by Dunn test (&alpha;= 0.05). The histopathologic findings in the 7-day period revealed that Group I presented a mild to moderated inflammatory infiltrate and intense vascular proliferation in the pulp tissue; Group II presented a mild inflammatory and an intact pulp tissue, while Group III presented a moderate to severe inflammatory infiltrate. In all groups, there was no dentin bridge formation and the periapical region had normal appearance. In the 70-day period, Groups IV and VI showed no dentin bridge formation and pulp tissue presented necrotic areas with inflammatory cells in the periapical region as well as bone and cemental resorption. On the other hand, in Group V, there was dentin bridge formation, absence of inflammatory process and absence of resorption of mineralized tissues. Regarding the radiographic findings, in the 7-day period, all specimens in Groups I, II e II present intact lamina dura, absence of periapical bone rarefaction, absence of root resorption (internal and external) and absence of dentin bridge formation. In the experimental 70-day period, Group IV showed discontinuity of the lamina dura and presence of periapical bone rarefaction in 100% of cases. Internal root resorption and dentin bridge formation were not observed, with external root resorption in 75% of cases. In Groups V and VI, absence of hard layer and presence of periapical bone rarefaction were observed in 25% and 50% of cases, respectively and external root resorption in 25% of cases. Presences of internal root resorption and dentin bridge formation were not observed in any group. Based on these results, it may be concluded that Enamel Matrix Derivative (Emdogain®) did not present satisfactory results when applied on the pulp tissue following pulpotomy.

The objective of this thesis is to provide an initial demonstration of the feasibility of constructing highly transparent active electronic devices. Such a demonstration is successfully achieved in the fabrication of ZnO-based thin film transistors (TFTs) exhibiting transparency greater than ~90% in the visible portion of the electromagnetic spectrum and prototypical n-channel, enhancement mode TFT characteristics. Electrical characterization studies of these ZnO-based transparent TFTs and of CuYO��� / ZnO / ITO p-i-n heterojunction diodes serve to elucidate the mechanisms responsible for the behavior of these devices in particular, and of transparent electronic devices in general. Energy band analysis of the degenerate semiconductor / insulator heterojunction yields insight into the phenomenon of charge injection into an insulator, with important implications for the analysis of devices containing heterojunctions of this nature. Finally, a novel technique for simultaneously characterizing carrier injection into an insulator and interface channel formation, the capacitance-(voltage, frequency) [C-(V,f)] technique, is proposed and employed in the characterization of ZnO-based TFT structures. / Graduation date: 2003

In this thesis, a systematic study has been carried out on the synthesis, characterization and device fabrication of piezoelectric ZnO nanstructures. The achieved results are composed of the following four parts. Firstly, through a systematic investigation on the Sn-catalyzed ZnO nanostructure, an improved understanding of the chemical and physical process occurring during the growth of hierarchical nanostructures has been achieved. Decomposed Sn from SnO2 has been successfully demonstrated and proved to be an effective catalyst guiding the growth of not only aligned ZnO nanowires, but also the hierarchical nanowire-nanoribbon junction arrays and nanopropeller arrays. During the vapor-liquid-solid (VLS) catalyzing growth process at high temperature, Sn in the liquid state has been proved to be able to guide the growth of nanowires and nanoribbons in terms of growth directions, side facets, and crystallographic interfaces between Sn and ZnO nanostructures. Secondly, using pure ZnO as the only source material, by precisely tuning and controlling the growth kinetics, a variety of hierarchical polar surface dominated nanostructures have been achieved, such as single crystal nanorings, nanobows, nanosprings and superlattice nanohelices. High yield synthesis of ZnO nanosprings over 50% has been successfully obtained by mainly controlling the pre-pumping level associated with the partial pressure of residual oxygen during the vapor-solid growth process. The rigid superlattice nanohelices of ZnO have been discovered, which is a result of minimization of the electrostatic energy induced by polar surfaces. The formation process of the nanohelix has been systematically characterized. Thirdly, two new strategies have been successfully developed for fabricating ZnO quantum dots and synthesis of ZnO nanodiskettes and nanotubes. The formation process is based on a common concept of self-assembly. Finally, a series of devices and applications studies based on several piezoelectric ZnO nanostructures, such as nanobelts, nanopropellers and nanohelices, have been carried out utilizing the electro-mechanical resonance, bio-surface functionalization, devices fabrication and electrical characterization. Individual nanobelt and nanohelix based nanodevices have been successfully fabricated for applications in chemical and biological sensing. The study opens a few new areas in oxide nanostructures and applications.