Tratamento térmico do titânio e suas consequências sobre as propriedades físico-químicas e de biocompatibilidade

The titanium and titanium alloys are widely used as biomaterial in biomedical device and so research have been developed aiming to improve and/or better to understand interaction biomaterial/biological environment. The process for manufacturing of this titanium implants usually involves a series of thermal and mechanical processes which have consequence on the final product. The heat treatments are usually used to obtain different properties for each application. In order to understand the influence of these treatments on the biological response of the surface, it was done, in this work, different heat treatments in titanium and analyzed their influence on the morphology, adhesion and proliferation of the pre-osteoblastic cells (MC3T3-E1). For such heat-treated titanium disks were characterized by optical microscopy, contact angle, surface energy, roughness, microhardness, X-ray diffraction and scanning through the techniques (BSE, EDS and EBSD). For the analysis of biological response were tested by MTT proliferation, adhesion by crystal violet and β1 integrin expression by flow cytometry. It was found that the presence of a microstructure very orderly, defined by a chemical attack, cells tend to stretch in the same direction of orientation of the material microstructure. When this order does not happen, the most important factor influencing cell proliferation is the residual stress, indicated by the hardness of the material. This way the disks with the highest level state of residual stress also showed increased cell proliferation

Estudo de Matérias-Primas do Rio Grande do Norte para Uso em Revestimento Poroso: Influência do teor de dolomita e temperatura de calcinação nas propriedades físico-mecânicas

The state of Rio Grande do Norte presents a great potentiality for the production of ceramic tiles because of having natural raw material in quantity and quality making its economical exploration possible, beyond the great energetic differential of the state, the natural gás. This works aims to study the influence of the dolomite and granulometry concentration and calcinations temperature in the obtaining of formulations for porous coverings which have to be coherent to the project,s specifications. The experiments have involved the physical-chemical and mineralogical characterizations of raw materials and mechanical tests in the dry and burnt proof bodies preceding a mixture experiment planning with the use of the response surface methodology, in order to get the best raw materials combinations to produce a ceramic mass with specific properties. The twelve ceramic masses studied in this work were prepared by the via dry process, characterized, shaped by uniaxial pressing and sinterized in the temperatures of 940ºC, 1000ºC, 1060ºC, 1120ºC and 1180ºC, using a fast burning cycle. The crystalline phases formed during the sintering in the temperatures in study have revealed the presence of anorthite and diopside beyond quartz with a remaining phase. These phases were the main responsible ones by the physical- mechanical properties of the sinterized proof bodies. The proof bodies after the sintering stage have presented water absorption higher than 10% and a good dimensional stability in all studied temperatures. However, the flexural breaking strength results in the temperatures of 940ºC, 1000ºC and 1060ºC, under the temperature zone of the vitrification of ceramic whiteware do not reach the flexural breaking strength specific for the porous wall tile (15 MPa), but in the temperature of 1120ºC next to the vitrification temperature zone, some whiteware ceramic (formulations) has reached the specified value for the porous wall tile. The results of this work have showed that the studied raw materials have great importance for used in the production of porous wall tiles (BIII)

Propriedades físicas do solo em sistemas de rotação de culturas conforme o uso de corretivos da acidez

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de sistemas de rotação de culturas e de corretivos da acidez nas propriedades físicas do solo. O experimento foi realizado entre outubro de 2006 e julho de 2008, em Botucatu, SP, em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas e oito repetições. As parcelas foram constituídas por quatro sistemas de rotação: soja/pousio/milho/pousio, soja/aveia-branca/milho/feijão, soja/milheto/milho/guandu e soja/braquiária/milho/braquiária. As subparcelas consistiram do tratamento testemunha, sem correção, e da aplicação de 3,8 Mg ha-1 de calcário dolomítico (PRNT = 90%) ou de 4,1 Mg ha-1 de silicato de cálcio e magnésio (PRNT = 80%), na superfície de um Latossolo Vermelho argiloso. Foram determinadas: estabilidade de agregados, densidade do solo, porosidade total, macro e microporosidade, resistência do solo à penetração e umidade do solo. A aplicação dos corretivos de acidez em superfície não reduz a agregação do solo e aumenta a macroporosidade até 0,20 m de profundidade, após aplicação de silicato, e até 0,10 m, após aplicação de calcário. A manutenção do solo em pousio, na entressafra, prejudica a estruturação do solo, reduz a estabilidade de agregados e aumenta a resistência à penetração nas camadas superficiais. A semeadura de braquiária, entre as safras de verão, aumenta a estabilidade de agregados até 0,10 m de profundidade.

Caracterização e análise das propriedades da fibra de Macambira (Bromelia Laciniosa)

Concern for the environment and the exploitation of natural resources has motivated the development of research in lignocellulosic materials, mainly from plant fibers. The major attraction of these materials include the fact that the fibers are biodegradable, they are a renewable natural resource, low cost and they usually produce less wear on equipment manufacturing when compared with synthetic fibers. Its applications are focused on the areas of technology, including automotive, aerospace, marine, civil, among others, due to the advantageous use in economic and ecological terms. Therefore, this study aims to characterize and analyze the properties of plant fiber macambira (bromelia laciniosa), which were obtained in the municipality of Ielmo Marino, in the state of Rio Grande do Norte, located in the region of the Wasteland Potiguar. The characterization of the fiber is given by SEM analysis, tensile test, TG, FTIR, chemical analysis, in addition to obtaining his title and density. The results showed that the extraction of the fibers, only 0.5% of the material is converted into fibers. The results for title and density were satisfactory when compared with other fibers of the same nature. Its structure is composed of microfibrils and its surface is roughened. The cross section has a non-uniform geometry, therefore, it is understood that its diameter is variable along the entire fiber. Values for tensile strength were lower than those of sisal fibers and curauá. The degradation temperature remained equivalent to the degradation temperatures of other vegetable fibers. In FTIR analysis showed that the heat treatment may be an alternative to making the fiber hydrophobic, since, at high temperature can remove the hemicellulose layer, responsible for moisture absorption. Its chemical constitution is endowed with elements of polar nature, so their moisture is around 8.5% which is equivalent to the percentage of moisture content of hydrophilic fibers. It can be concluded that the fiber macambira stands as an alternative materials from renewable sources and depending on the actual application and purpose, it may achieve satisfactory results

Competitividade de diferentes atmosferas de plasma sobre as propriedades hidrofílicas em tecidos de polilático

Os polímeros biodegradáveis, como o poliácido láctico (PLA) apesar de consolidado nos campos farmacêuticos, médico e biomédico como biomateriais úteis para aplicações variadas, porém, depende da necessidade de funcionalizar a sua superfície estudando suas propriedades tais como hidrofilidade e hidrofobicidade favorecendo a interação do polímero com os materiais de aplicação farmacêutica, médica e biomédica. Este trabalho tem como objetivo produzir um material com características diferentes em cada um de seus lados, sendo um lado hidrofílico e o outro hidrofóbico. O substrato têxtil utilizado neste estudo foi um tecido de malha de composição 100% PLA que é biodegradável e biocompatível, o que possibilita sua aplicação na área biomédica. Para modificação superficial foi utilizado o tratamento a plasma de baixa pressão. A técnica de modificação de superfície por plasma foi escolhida por ser uma tecnologia limpa, anticorrosiva e não tóxica ao contrario de muitos processos químicos convencionais utilizados na indústria têxtil, além disso, não afeta as propriedades de massa do substrato. Neste estudo, um lado da superfície do substrato foi tratado com plasma oxigênio, argônio e nitrogênio, para o trabalho de melhoria da hidrofilidade da superfície e metano para a hidrofobicidade da amostra. A espectroscopia de emissão ótica (OEE) foi utilizada para fazer o diagnóstico das espécies do plasma durante o tratamento. Após o tratamento a plasma as amostras foram caracterizadas por medidas de ângulo de contato, microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS), Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) de reflexão total atenuada (ATR), medidas da área de espalhamento do líquido e arraste vertical. Onde foi caracterizado o aumento e diminuição da molhabilidade das amostras tratadas por plasma bem como as variáveis que contribuíram para tal efeito. O tratamento das amostras de PLA com O2 + CH4 apresenta comportamento hidrofílico no lado tratado com O2, apresentando aumento de rugosidade e grupos funcionais e no lado tratado com CH4, apresentando a formação de um filme polimérico formado sobre a superfície da amostra. O tratamento com N2 + CH4 apresenta comportamento hidrofóbico, porém com variações no fluxo do CH4 tem-se um controle da molhabilidade na superfície das amostras, podendo ir de hidrofóbico a hidrofílico, neste tratamento as amostras apresentaram pequenas diferenças de molhabilidade entre os lados tratados com plasma de N2 e com plasma de CH4

Espectro de polariton de plasmons e propriedades ópitcas de super-redes tipo cantor

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Obtenção de polímeros graftizados de quitosana e estudo das propriedades físico-químicas para aplicação na indústria do petróleo

Chitosan is a biopolymer derived from the shells of crustaceans, biodegradable, inexpensive and renewable with important physical and chemical properties. Moreover, the different modifications possible in its chemical structure generate new properties, making it an attractive polysaccharide owing to its range of potential applications. Polymers have been used in oil production operations. However, growing concern over environmental constraints has prompted oil industry to search for environmentally sustainable materials. As such, this study sought to obtain chitosan derivatives grafted with hydrophilic (poly(ethylene glycol), mPEG) and/or hydrophobic groups (n-dodecyl) via a simple (one-pot) method and evaluate their physicochemical properties as a function of varying pH using rheology, small-angle Xray scattering (SAXS), dynamic light scattering (DLS) and zeta potential. The chitosan derivatives were prepared using reductive alkylation under mild reaction conditions and the chemical structure of the polymers was characterized by nuclear magnetic resonance (1H NMR) and CHN elemental analysis. Considering a constant mPEG/Chitosan molar ratio on modification of chitosan, the solubility of the polymer across a wide pH range (acidic, neutral and basic) could only be improved when some of the amino groups were submitted to reacetylation using the one-pot method. Under these conditions, solubility is maintained even with the simultaneous insertion of n-dodecyl. On the other hand, the solubility of derivatives obtained only through mPEG incorporation using the traditional methodology, or with the ndodecyl group, was similar to that of its precursor. The hydrophilic group promoted decreased viscosity of the polymer solutions at 10 g/L in acid medium. However, at basic pH, both viscosity and thermal stability increased, as well as exhibited a pronounced pseudoplastic behavior, suggesting strong intermolecular associations in the alkaline medium. The SAXS results showed a polyelectrolyte behavior with the decrease in pH for the polymer systems. DLS analyses revealed that although the dilute polymer solutions at 1 g/L and pH 3 exhibited a high density of protonated amino groups along the polymer chain, the high degree of charge contributed significantly to aggregation, promoting increased particle size with the decrease in pH. Furthermore, the hydrophobic group also contributed to increasing the size of aggregates in solution at pH 3, whereas the hydrophilic group helped reduce their size across the entire pH range. Nevertheless, the nature of aggregation was dependent on the pH of the medium. Zeta potential results indicated that its values do not depend solely on the surface charge of the particle, but are also dependent on the net charge of the medium. In this study, water soluble associative polymers exhibit properties that can be of great interest in the petroleum industry

Interações entre a carboximetilcelulose, carbonato de cálcio e bentonita: repercussões sobre as propriedades dos fluidos de perfuração aquosos

The role of carboxymethylcellulose (CMC) in association to calcium carbonate particles (CaCO3) in most water-based drilling fluids is to reduce the fluid loss to the surrounding formation. Another essential function is to provide rheological properties capable of maintaining in suspension the cuttings during drilling operation. Therefore, it is absolutely essential to correlate the polymer chemical structure (degree of substitution, molecular weight and distribution of substituent) with the physical-chemical properties of CaCO3, in order to obtain the better result at lower cost. Another important aspect refers to the clay hydration inhibitive properties of carboxymethylcellulose (CMC) in drilling fluids systems. The clay swelling promotes an undesirable damage that reduces the formation permeability and causes serious problems during the drilling operation. In this context, this thesis consists of two main parts. The first part refers to understanding of interactions CMC-CaCO3, as well as the corresponding effects on the fluid properties. The second part is related to understanding of mechanisms by which CMC adsorption occurs onto the clay surface, where, certainly, polymer chemical structure, ionic strength, molecular weight and its solvency in the medium are responsible to affect intrinsically the clay layers stabilization. Three samples of carboximetilcellulose with different molecular weight and degree of substitution (CMC A (9 x 104 gmol DS 0.7), CMC B (2.5 x 105 gmol DS 0.7) e CMC C (2.5 x 105 gmol DS 1.2)) and three samples of calcite with different average particle diameter and particle size distribution were used. The increase of CMC degree of substitution contributed to increase of polymer charge density and therefore, reduced its stability in brine, promoting the aggregation with the increase of filtrate volume. On the other hand, the increase of molecular weight promoted an increase of rheological properties with reduction of filtrate volume. Both effects are directly associated to hydrodynamic volume of polymer molecule in the medium. The granulometry of CaCO3 particles influenced not only the rheological properties, due to adsorption of polymers, but also the filtration properties. It was observed that the lower filtrate volume was obtained by using a CaCO3 sample of a low average size particle with wide dispersion in size. With regards to inhibition of clay swelling, the CMC performance was compared to other products often used (sodium chloride (NaCl), potassium chloride (KCl) and quaternary amine-based commercial inhibitor). The low molecular weight CMC (9 x 104 g/mol) showed slightly lower swelling degree compared to the high molecular weight (2.5 x 105 g/mol) along to 180 minutes. In parallel, it can be visualized by Scanning Electron Microscopy (SEM) that the high molecular weight CMC (2.5 x 105 g/mol e DS 0.7) promoted a reduction in pores formation and size of clay compared to low molecular weight CMC (9.0 x 104 g/mol e DS 0.7), after 1000 minutes in aqueous medium. This behavior was attributed to dynamic of interactions between clay and the hydrodynamic volume of CMC along the time, which is result of strong contribution of electrostatic interactions and hydrogen bounds between carboxylate groups and hydroxyls located along the polymer backbone and ionic and polar groups of clay surface. CMC adsorbs on clay surface promoting the skin formation , which is responsible to minimize the migration of water to porous medium. With the increase of degree of substitution, it was observed an increase of pores onto clay, suggesting that the higher charge density on polymer is responsible to decrease its flexibility and adsorption onto clay surface. The joint evaluation of these results indicate that high molecular weight is responsible to better results on control of rheological, filtration and clay swelling properties, however, the contrary effect is observed with the increase of degree of substitution. On its turn, the calcite presents better results of rheological and filtration properties with the decrease of average viii particle diameter and increase of particle size distribution. According to all properties evaluated, it has been obvious the interaction of CMC with the minerals (CaCO3 and clay) in the aqueous medium

Propriedades fisicas do monocristal fe/mgo(100) e estudo da expansao termica da superficie da ag(100)

In this work we have developed a way to grow Fe/MgO(100) monocrystals by magnetron sputtering DC. We investigated the growing in a temperature range among 100 oC and 300 oC. Structural and magneto-crystalline properties were studied by different experimental techniques. Thickness and surface roughness of the films were investigated by atomic force microscopy, while magneto-crystalline properties were investigated by magneto-optical Kerr effect and ferromagnetic resonance. Our results show that as we increase the deposition temperature, the magneto-crystalline anisotropy of the films also increases, following the equation of Avrami. The best temperature value to make a film is 300 oC. As the main result, we built a base of magnetoresistence devices and as an aplication, we present measurements of Fe/Cr/Fe trilayer coupling. In a second work we investigated the temperature dependence of the first three interlayer spacings of Ag(100) surface using low energy electron diffraction. A linear expansion model of crystal surface was used and the values of Debye temperatures of the first two layers and thermal expansion coefficient were determinated. A relaxation of 1% was found for Ag(100) surface and these results are matched with faces (110) and (111) of the silver. iv

Efeito dos parâmetros de extrusão sobre as propriedades funcionais de extrusados da farinha de batata-doce

Farinha de batata-doce (Ipomoea batatas) foi extrusada em equipamento de rosca simples, mantendo-se fixas as temperaturas na 1ª e 2ª zonas de extrusão (20ºC e 60ºC, respectivamente). O efeito das variáveis umidade da farinha (15, 18 e 21%), temperatura na 3ª zona (100, 120 e 140ºC) e rotação da rosca (180, 210 e 240 rpm) sobre as características dos extrusados foi investigado utilizando-se metodologia de superfície de resposta. O teor de umidade e a temperatura de extrusão influenciaram significativamente a expansão dos extrusados. O índice de expansão apresentou valores crescentes com a temperatura sob baixos teores de umidade. A dureza dos extrusados e também o índice de absorção de água e o índice de solubilidade em água das farinhas extrusadas não mostraram modelo de regressão significativo com as condições de processo. Quanto à cor das farinhas, o componente L* (luminosidade) apresentou valores crescentes e o parâmetro a*, valores decrescentes com a elevação do teor de umidade até 20-21%. O parâmetro b* e a diferença de cor entre farinhas extrusadas e não extrusadas mostraram valores decrescentes com o aumento da umidade.

O tráfego de máquinas agrícolas e as propriedades físicas, hídricas e mecânicas de um Latossolo dos Cerrados

No Brasil, o tráfego contínuo e inadequado de rodados de máquinas e a ação da soleira dos implementos sobre áreas agrícolas na região dos Cerrados têm provocado alterações dos atributos físicos e mecânicos dos solos. Com este entendimento, este estudo teve por objetivo avaliar a influência do rodado traseiro e da soleira de implementos agrícolas, usualmente utilizados na região dos Cerrados, sobre a compressibilidade de um Latossolo Vermelho distrófico típico. Os ensaios foram realizados em parcelas preparadas com arado de discos, arado de aivecas, grade aradora e semeadora/adubadora, que, desde novembro de 1994 até à data da amostragem, novembro de 1999, estiveram sob o sistema plantio direto. As alterações na compressibilidade foram avaliadas pela quantificação das pressões de preconsolidação, assim como por algumas propriedades físicas e hídricas (densidade do solo, porosidade e condutividade hidráulica do solo saturado) no momento do preparo e depois da colheita. No momento do preparo, logo depois da passada do rodado e antes que o implemento mobilizasse o solo, o solo foi avaliado em superfície (SP - 0,00 a 0,05 m) e na profundidade média de trabalho (PMT - 0,24 a 0,27 m). A influência da soleira dos implementos foi avaliada logo depois do corte, na profundidade de trabalho abaixo da soleira de cada implemento (PT-SI). Depois da colheita, as amostragens foram repetidas, o que permitiu verificar a influência dos tráfegos subseqüentes. A intensidade de tráfego do rodado e a ação da soleira dos implementos alteraram a compressibilidade, a densidade do solo, a porosidade e condutividade hidráulica do solo saturado do Latossolo Vermelho distrófico nas profundidades: superficial (SP), profundidade média de trabalho (PMT) e profundidade de corte dos implementos (PT-SI). de maneira geral, a passada do rodado traseiro aumentou os valores de pressão de preconsolidação (sigmap) do solo na superfície (SP), enquanto o tráfego subseqüente, necessário ao cultivo, elevou esses valores em subsuperfície, tanto na PMP como em PT-SI. A passada do rodado elevou e reduziu a densidade do solo (Ds) e a macroporosidade, respectivamente, tendo sido o arado de aivecas o implemento que mais modificou essas propriedades. As soleiras dos órgãos ativos do arado de discos e da grade aradora foram as que mais elevaram a pressão de preconsolidação (sigmap), consolidando, portanto, a estrutura do solo na profundidade PT-SI. Com exceção da semeadora/adubadora, a soleira dos órgãos ativos dos demais implementos avaliados reduziram significativamente a condutividade hidráulica do solo saturado (Ks) na profundidade PT-SI, tendo o arado de aivecas se mostrado o implemento mais impactante, seguido da grade aradora e arado de discos.

Degradação de pastagens na Região Amazônica: propriedades físicas do solo e crescimento de raízes

O objetivo deste trabalho foi avaliar: (i) a relação entre a degradação de pastagens de colonião manejadas com queima, e as modificações nas propriedades físicas e morfológicas de um Argissolo Vermelho-Amarelo da Amazônia; (ii) o crescimento radicular de pastagens com diferentes níveis de degradação; (iii) o potencial de recuperação de pastagens degradadas de colonião com a introdução de andropógon. Numa propriedade rural da Região de Marabá, PA, foram estudados quatro tipos de pastagem: pastagem produtiva de colonião (Panicum maximum Jacq.); pastagem de colonião em declínio produtivo; pastagem de colonião degradada (capoeira); pastagem de colonião degradada e recuperada com andropógon (Andropogon gayanus Kunth). Como referência das propriedades do solo antes do desmatamento, estudou-se, também, uma reserva de mata nativa. A queima das pastagens foi prática usual, e apesar disso, estas não foram adubadas. A degradação da pastagem diminuiu a cobertura do solo e o deixou exposto à chuva e ao pisoteio do gado, o que resultou em aumento da densidade do solo na camada superficial e diminuição do grau de floculação da argila e da porosidade total. A diminuição da produção da parte aérea na pastagem degradada foi acompanhada de diminuição do número de raízes no perfil do solo, e da concentração do sistema radicular próximo à superfície. O andropógon demonstrou bom potencial para recuperação das áreas de pastagens degradadas, na Região Amazônica.

Estudo de propriedades físicas de materiais adesivos ortodônticos

Pós-graduação em Ciência dos Materiais - FEIS

Estudo das propriedades mecânicas da interface adesiva criada por sistemas adesivos convencional e autocondicionante, associados ou não ao laser Nd:YAG, utilizando a técnica da nanoindentação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Projeto mecânico e análise térmica de tanques cilíndricos verticais com agitação e superfície de troca de calor

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)