Estabelecimento de critérios de intervenção para o presépio de Santa Teresa de Carnide

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Conservação e Restauro, Especialização em Conservação e Restauro

Treatment of a nineteenth century male portrait in oil including the characterisation of materials, technique and a study of the lead soap aggregation in the paint composite

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Conservação e Restauro

Estudo de um vitral quatrocentista do Mosteiro de Santa Maria da Vitória, Batalha: caracterização, fenómenos de degradação e processos de limpeza com Líquidos Iónicos

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Conservação e Restauro - Especialização em Vitral

Spectroscopic characterization of natural dyes by their non-invasive identification on pre-Columbian codices: the Maya yellow

Mesoamerican cultures had a strong tradition of written and pictorial manuscripts, called the codices. In studies already performed it was found the use of Maya Blue, made from a mixture of indigo and a clay called palygorskite, forming an incredibly stable material where the dye is trapped inside the nanotubes of the clay, after heating. However, a bigger challenge lies in the study of the yellows used, for these civilizations might have used this clay-dye mixture to produce their yellow colorants. As a first step, it was possible to provide identification, by non-invasive methods, of two colorants (a flavonoid and a carotenoid). While the flavonoid absorbed between 368-379 nm, the carotenoid would absorb around 455 nm. A temperature study also conducted allowed to set 140ºC as the desirable temperature to heat the samples without degrading them. FT-IR, conventional Raman and SERS allowed us to understand the existence of a reaction between the dyes and the clays (palygorskite and kaolinite), however it is difficult to understand it in a molecular point of view. As a second step, five species of Mexican dyes were selected on the basis of historical sources. The Maya yellow samples were produced adapting the recipe proposed by Reyes-Valerio, supporting the yellow dyes extracted from the dried plants on the clays, with addition of water, and then heated at 140ºC. It was found that the addition of water in palygorskite would increase the pH, hence deprotonating the molecules having a clear negative effect in the color. A second recipe was developed, without the addition of water; however, it was found that the use of water based binders would still alter the color of the samples with palygorskite. In this case, kaolinite without heating yield better results as a Maya yellow hybrid. It was found that the Maya chemistry might not have been the same for all the colors. The Mesoamericans might have found that different dyes could work better to their desires if matched with different clays. It was noticeable that for a clear distinction between flavonoids and carotenoids the reflectance and emission studies suffice, but when clay is added, Raman techniques will perform better. For this reason, conventional Raman and SERS were employed in order to create a database for the Mesoamerican dyestuffs for a future identification.

Alumina recoberta por carbono como suporte de catalisadores de hidrodessulfurização

O presente trabalho consistiu no estudo do uso do etilenoglicol como fonte de carbono visando o recobrimento de uma alumina comercial, produzindo uma alumina recoberta por carbono (ARC). Os materiais preparados foram utilizados como suporte de molibdénio e usados na reação modelo de HDS do tiofeno. De modo a avaliar a influência da fonte de carbono na atividade e seletividade dos catalisadores preparados, foi estudada a variação da temperatura de carbonização e a variação do número de monocamadas teóricas de carbono impregnadas na superfície da γ-alumina. Os diferentes suportes e catalisadores sintetizados foram caraterizados por análise da cor, difração de raios X (DRX), fisissorção de N2, espetroscopia Raman, espetroscopia de refletância difusa na região do IV com transformada de Fourier (DRIFTS), Dessorção a temperatura programada (TPHe) e avaliação catalítica. Os resultados mostraram que com uma monocamada teórica, e para temperaturas inferiores a 700 ºC, a carbonização da fonte de carbono foi incompleta e que apenas para a temperatura de 700 ºC se originou carbono amorfo. Porém, verificou-se ainda que uma monocamada teórica de carbono não foi suficiente para recobrir a superfície da alumina, o que originou a necessidade de estudar a variação do número de monocamadas teóricas. A variação do número de monocamadas teóricas de carbono permitiu concluir que com um número inferior a 3 monocamadas teóricas não se verificou qualquer alteração nas propriedades da alumina. A impregnação de 3, 4, ou 5 monocamadas teóricas foi suficiente apenas para diminuir a área específica, porém não foi possível recobrir totalmente a superfície do suporte. Estes resultados indicam que o motivo pelo qual não foi possível recobrir a superfície do suporte se deve provavelmente à natureza da fonte de carbono utilizado, o etilenoglicol.

Estudo e intervenção do Foral Manuelino de Cascais: especialização em documentos gráficos

Este trabalho foi divulgado a através de: POSTER SILVA, Joana; FRAGOSO, Sara; PESSANHA, Sofia; MANSO, Marta; LONGELIN, Stephane; ESTEVES, Lília; OLIVEIRA, Maria José; PEREIRA, Luís; GUERRA, Mauro; CARVALHO, Maria Luísa; LE GAC, Agnès; Contribution of non-invasive X-ray digital radiography and energy dispersive X-ray fluorescence to the characterization of a 1514 – Portuguese códex, European Conference on X-ray Spectrometry; Bologna, Italy, 15-20 June, 2014

The brushstroke and materials of Amadeo de Souza-Cardoso combined in an authentication tool

Nowadays, authentication studies for paintings require a multidisciplinary approach, based on the contribution of visual features analysis but also on characterizations of materials and techniques. Moreover, it is important that the assessment of the authorship of a painting is supported by technical studies of a selected number of original artworks that cover the entire career of an artist. This dissertation is concerned about the work of modernist painter Amadeo de Souza-Cardoso. It is divided in three parts. In the first part, we propose a tool based on image processing that combines information obtained by brushstroke and materials analysis. The resulting tool provides qualitative and quantitative evaluation of the authorship of the paintings; the quantitative element is particularly relevant, as it could be crucial in solving authorship controversies, such as judicial disputes. The brushstroke analysis was performed by combining two algorithms for feature detection, namely Gabor filter and Scale Invariant Feature Transform. Thanks to this combination (and to the use of the Bag-of-Features model), the proposed method shows an accuracy higher than 90% in distinguishing between images of Amadeo’s paintings and images of artworks by other contemporary artists. For the molecular analysis, we implemented a semi-automatic system that uses hyperspectral imaging and elemental analysis. The system provides as output an image that depicts the mapping of the pigments present, together with the areas made using materials not coherent with Amadeo’s palette, if any. This visual output is a simple and effective way of assessing the results of the system. The tool proposed based on the combination of brushstroke and molecular information was tested in twelve paintings obtaining promising results. The second part of the thesis presents a systematic study of four selected paintings made by Amadeo in 1917. Although untitled, three of these paintings are commonly known as BRUT, Entrada and Coty; they are considered as his most successful and genuine works. The materials and techniques of these artworks have never been studied before. The paintings were studied with a multi-analytical approach using micro-Energy Dispersive X-ray Fluorescence spectroscopy, micro-Infrared and Raman Spectroscopy, micro-Spectrofluorimetry and Scanning Electron Microscopy. The characterization of Amadeo’s materials and techniques used on his last paintings, as well as the investigation of some of the conservation problems that affect these paintings, is essential to enrich the knowledge on this artist. Moreover, the study of the materials in the four paintings reveals commonalities between the paintings BRUT and Entrada. This observation is supported also by the analysis of the elements present in a photograph of a collage (conserved at the Art Library of the Calouste Gulbenkian Foundation), the only remaining evidence of a supposed maquete of these paintings. The final part of the thesis describes the application of the image processing tools developed in the first part of the thesis on a set of case studies; this experience demonstrates the potential of the tool to support painting analysis and authentication studies. The brushstroke analysis was used as additional analysis on the evaluation process of four paintings attributed to Amadeo, and the system based on hyperspectral analysis was applied on the painting dated 1917. The case studies therefore serve as a bridge between the first two parts of the dissertation.

Estudo dos efeitos do abuso de produtos de branqueamento no esmalte dentário

A estética dentária tem recebido bastante enfoque nos últimos anos, particularmente devido à importância a que a população atribui à aparência estética do sorriso. É, assim, desejado um sorriso o mais branco possível e que de preferência seja fácil de obter, eficaz, rápido, económico e que seja o menos invasivo possível. Com vista a satisfazer esta necessidade, surgiu no mercado uma grande diversidade de produtos Over the Counter (OTC). Os produtos OTC podem ser facilmente adquiridos por qualquer pessoa a um baixo custo. Contudo, a maioria destes produtos têm concentrações do agente ativo bastante superiores aos níveis considerados seguros pela Comissão Europeia (CE). Muitos autores têm demostrado preocupação em relação à segurança e consequentes efeitos no esmalte dentário devido ao possível uso abusivo destes produtos. Mais precisamente, a obsessão por dentes brancos pode constituir uma patologia, na qual os produtos de branqueamento dentário são constantemente aplicados pelo paciente, sem qualquer supervisão médica. Nos casos mais graves pode causar lesões na cavidade oral, induzindo efeitos adversos severos tais como sensibilidade dentária, redução da microdureza e aumento da rugosidade do dente. O objetivo deste estudo in vitro é avaliar se o grau de mineralização e o teor elementar do esmalte dentário são alterados aquando o branqueamento dentário com dois produtos de branqueamento OTC diferentes, excedendo as recomendações indicadas pelos fabricantes. De forma a realizar este estudo, foram usados dezassete dentes. Foram realizados dois protocolos: no primeiro protocolo foram aplicados dois produtos diferentes (Teeth Whitening Home Kit e White! – Bingo-UK) por um período de 39 dias. Para cada produto foram selecionadas seis espécimes aleatoriamente, tendo as condições experimentais sido idênticas. No segundo protocolo, cinco espécimes foram tratadas com o produto (WHITE! -Bingo-UK) por um período de 5 dias. Ambos produtos foram adquiridos em sites online. Entre cada aplicação todos os espécimes foram conservados em saliva humana. O conteúdo elementar de cada espécime, antes e após o branqueamento foi obtido com recurso à espetroscopia por fluorescência de raios X dispersiva em energia (EDXRF) e a banda do fosfato (PO43-) foi avaliada com espetroscopia Raman. Em relação ao primeiro protocolo, 7 dias após o branqueamento a desmineralização estudada foi significativa (p <0,01), sendo que após os 39 dias de tratamento o aumento do grau de desmineralização (GD) parece ser permanente. As amostras no segundo protocolo demostraram resultados semelhantes relativamente ao GD, mas em diferentes momentos.

Desenvolvimento e avaliação in vitro de um revestimento multifuncional para possível aplicação em implantes ósseos

As fraturas ósseas têm sido consideradas como um problema sócio económico mundial afetando sobretudo os jovens e idosos. No caso de pequenas correções de fraturas ou defeitos ósseos é necessário a aplicação de implantes biodegradáveis que atuem de forma temporária durante o período de formação do novo tecido ósseo. Uma das grandes vantagens da sua aplicação é evitar uma segunda intervenção cirúrgica para a sua remoção. Para isso, o Magnésio (Mg) e as suas ligas têm vindo a ser considerados como uma boa opção para este tipo de implantes temporários pois para além de serem biodegradáveis e biocompatíveis possuem propriedades semelhantes ao osso. No entanto, a sua elevada taxa de degradação em ambiente biológico é uma desvantagem para a sua utilização que conduz à perda da sua funcionalidade. O objetivo deste trabalho foi desenvolver revestimentos multifuncionais biocompatíveis, para a superfície do implante biodegradável, que permitam controlar a taxa de degradação do Mg e em simultâneo promovam a adesão e proliferação celular no local afetado. Neste trabalho, foram desenvolvidos três tipos de revestimentos biocompatíveis: Fosfatos, Fosfatos com nanopartículas de hidroxiapatite e fosfatos com nanopartículas de hidroxiapatite e óxido de grafeno aplicados na superfície da liga de Mg AZ31 através do método de eletrodeposição/eletroforese química. Foi realizado um tratamento térmico e avaliada a sua influência na resposta celular e na sua resistência à degradação. As propriedades físico-químicas do revestimento foram obtidas por microscopia electrónica de varrimento e de transmissão, microscopia de Raman, difração de raios-X e microscopia de força atómica. Foram ainda analisadas medições do ângulo de contacto da superfície dos revestimentos e realizados ensaios de degradação em soluções fisiológicas. A resposta celular aos revestimentos foi testada in vitro através da avaliação da adesão e proliferação de células osteoblásticas (Saos-2). Os resultados obtidos demonstram que o tratamento térmico modifica a estrutura do revestimento e promove a adesão celular. A incorporação do óxido grafeno no revestimento de fosfatos e hidroxiapatite permite aumentar a resistência à degradação e promover uma melhor resposta celular.

Cerâmicas Medievais e Modernas de Azamor (Marrocos) – Análise textural, mineralógica e química

Entre 2008 e 2011 foi recuperado, por uma missão arqueológica portuguesa na cidade de Azamor (Marrocos), um vasto conjunto de artefactos cerâmicos. Estes foram divididos em dois grupos cronológicos distintos: o medieval (séculos XIV-XV), constituído principalmente por despejos de uma unidade de produção oleira, e o moderno (séculos XVII-XVIII), constituído por fragmentos recuperados em vários contextos domésticos. O presente trabalho é um estudo arqueométrico de 17 fragmentos cerâmicos representativos de todo o espólio. Consiste na caracterização textural, mineralógica e química das pastas e vidrados, tendo por fim determinar se a fonte de matérias-primas e as técnicas de produção se mantiveram as mesmas em ambos os períodos cronológicos. Foi feita a observação à lupa binocular e uma análise petrográfica (lâminas delgadas) dos fragmentos cerâmicos com o objetivo de caracterizar a textura da matriz cerâmica e de identificar os componentes mineralógicos e a sua distribuição espacial. Estas análises foram complementadas por análises de difração de raios X (difração de pós) e microscopia Raman. Para a caracterização química das pastas e vidrados utilizou-se a micro-fluorescência de raios X dispersiva de energias. Os resultados indiciam que, a nível textural, designadamente no que se refere à coesão e porosidade da pasta e à quantidade de elementos não-plásticos, os dois grupos cerâmicos se assemelham bastante. Também são muitas as semelhanças quer a nível mineralógico, tendo sido identificados predominantemente quartzo, calcite, feldspato, gehlenite e piroxena, quer a nível químico, revelando a composição comum de pastas calcíticas. Foi ainda possível estimar uma temperatura de cozedura acima dos 800-950ºC para as cerâmicas dos dois grupos. Os vidrados analisados apresentam as características de vidrados plúmbicos verdes, coloridos com Cu e Fe. Assim, existe uma forte probabilidade de que as fontes de matérias-primas e técnicas de produção empregues em Azamor sejam as mesmas, em ambos os períodos cronológicos.

Processos de degradação em manuscritos iluminados: estudo, conservação e restauro de um livro de horas do século XV do Palácio Nacional de Mafra

Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Conservação e Restauro. Especialização em documentos gráficos

Evolution of the surface plasmon resonance of Au:TiO2 nanocomposite thin films with annealing temperature

This paper reports on the changes in the structural and morphological features occurring in a particular type of nanocomposite thin-film system, composed of Au nanoparticles (NPs) dispersed in a host TiO2 dielectric matrix. The structural and morphological changes, promoted by in-vacuum annealing experiments of the as-deposited thin films at different temperatures (ranging from 200 to 800 C), resulted in a well-known localized surface plasmon resonance (LSPR) phenomenon, which gave rise to a set of different optical responses that can be tailored for a wide number of applications, including those for optical-based sensors. The results show that the annealing experiments enabled a gradual increase of the mean grain size of the Au NPs (from 2 to 23 nm), and changes in their distributions and separations within the dielectric matrix. For higher annealing temperatures of the as-deposited films, a broad size distribution of Au NPs was found (sizes up to 100 nm). The structural conditions necessary to produce LSPR activity were found to occur for annealing experiments above 300 C, which corresponded to the crystallization of the gold NPs, with an average size strongly dependent on the annealing temperature itself. The main factor for the promotion of LSPR was the growth of gold NPs and their redistribution throughout the host matrix. On the other hand, the host matrix started to crystallize at an annealing temperature of about 500 C, which is an important parameter to explain the shift of the LSPR peak position to longer wavelengths, i.e. a red-shift.

Structural, optical and magnetic properties of pulsed laser deposited Co-doped ZnO films

Zn1−xCoxO films with different Co concentrations (with x=0.00, 0.10, 0.15, and 0.30) were grown by pulsed laser deposition (PLD) technique. The structural and optical properties of the films were investigated by grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD), Raman spectroscopy and photoluminescence (PL). The magnetic properties were measured by conventional magnetometry using a SQUID and simulated by ab-initio calculations using Korring–Khon–Rostoker (KKR) method combined with coherent potential approximation (CPA). The effect of Co-doping on the GIXRD and Raman peaks positions, shape and intensity is discussed. PL studies demonstrate that Co-doping induces a decrease of the bandgap energy and quenching of the UV emission. They also suggest the presence of Zn interstitials when x≥0.15. The 10% Co-doped ZnO film shows ferromagnetism at 390 K with a spontaneous magnetic moment ≈4×10−5 emu and coercive field ≈0.17 kOe. The origin of ferromagnetism is explained based on the calculations using KKR method.

Ferroelectric phase transitions studies in 0.5Ba(Zr0.2Ti0.8) O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3 ceramics

The ferroelectric phase transitions in 0.5Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-0.5(Ba0.7Ca0.3)TiO3 (BCZT 50/50) ceramics,fabricatedbyasolidstatereaction,werestudiedbyusing X-Ray diffraction, Raman spectroscopy, and measuring electric polarization, dielectric permittivity and pyroelectric current. Xraydiffraction(XRD)confirmsthecoexistenceoftetragonal(T) andrhombohedral(R)phasesatroomtemperature.Thetemperature dependence of the Raman modes frequency reveals the existenceoftwophasetransitionscorrespondingtotherhombohedral – tetragonal, and tetragonal - cubic close to 30 and 100 °C, respectively. The temperature dependence of electric polarization,pyroelectriccurrent,anddielectricpermittivityfurther supports theferroelectric (tetragonal) toparaelectric (cubic) phasetransition.Moreover,thedielectricpermittivityrevealsthe diffuseness of the phase transition and is attributed to the compositional fluctuations of different polar micro-regions.

Multi-stacks of epitaxial GeSn self-assembled dots in Si: Structural analysis

We report on the growth and structural and morphologic characterization of stacked layers of self-assembled GeSn dots grown on Si (100) substrates by molecular beam epitaxy at low substrate temperature T = 350 °C. Samples consist of layers (from 1 up to 10) of Ge0.96Sn0.04 self-assembled dots separated by Si spacer layers, 10 nm thick. Their structural analysis was performed based on transmission electron microscopy, atomic force microscopy and Raman scattering. We found that up to 4 stacks of dots could be grown with good dot layer homogeneity, making the GeSn dots interesting candidates for optoelectronic device applications.