Estratégia para validação de processos de esterilização por vapor saturado em autoclaves nas indústrias farmacêuticas

O objetivo deste trabalho foi criar uma metodologia de validação e revalidação dos processos de esterilização por calor úmido em autoclaves horizontais, destacando os pontos críticos do processo e concentrando esforços onde são realmente necessários. Foram realizados estudos de distribuição térmica, de penetração de calor e de desafio microbiológico na validação da autoclave STERIS FINNAQUA 6912. Com o objetivo de avaliar o impacto de uma mudança e compreender a relação entre os fatores e suas interações para o processo de esterilização, foi utilizado o planejamento fatorial 23 dos fatores densidade da carga (quantidade de itens), embalagem do produto e localização na câmara interna. Os estudos de distribuição térmica confirmaram a distribuição homogênea de calor na câmara interna durante o tempo de exposição a 121C. As temperaturas variaram entre 120,35C e 120,92C com desvio padrão máximo de 0,12C. Os estudos de penetração de calor confirmaram exposições equivalentes a 121C por 24 minutos em todos os itens da carga (F0 > 24 minutos). Em todos os estudos para cargas secas, os índices de capacidade do processo (Cpk) foram maiores que 1,33. Os ensaios de desafio microbiológico garantiram níveis de esterilidade (S.A.L.) maiores que 12 reduções logarítmicas em relação aos indicadores biológicos Geobacillus stearothermophilus. Não foi detectada a presença de endosporos sobreviventes nos 132 indicadores biológicos utilizados nos quatro ciclos desafiados. Com base no planejamento experimental verificou-se que, para o nível de significância de 95% , as mudanças nos fatores posição, embalagem e quantidade da carga não são significativas para o processo de esterilização, em autoclave com remoção forçada de ar. Já para o nível de significância de 90%, a interação Posição x Embalagem apresentou significância estatística no processo de esterilização com valor P de 0,080

Plasma loop and strapping field dynamics: reproducing solar eruptions in the laboratory

Coronal mass ejections (CMEs) are dramatic eruptions of large, plasma structures from the Sun. These eruptions are important because they can harm astronauts, damage electrical infrastructure, and cause auroras. A mysterious feature of these eruptions is that plasma-filled solar flux tubes first evolve slowly, but then suddenly erupt. One model, torus instability, predicts an explosive-like transition from slow expansion to fast acceleration, if the spatial decay of the ambient magnetic field exceeds a threshold.

We create arched, plasma filled, magnetic flux ropes similar to CMEs. Small, independently-powered auxiliary coils placed inside the vacuum chamber produce magnetic fields above the decay threshold that are strong enough to act on the plasma. When the strapping field is not too strong and not too weak, expansion force build up while the flux rope is in the strapping field region. When the flux rope moves to a critical height, the plasma accelerates quickly, corresponding to the observed slow-rise to fast-acceleration of most solar eruptions. This behavior is in agreement with the predictions of torus instability.

Historically, eruptions have been separated into gradual CMEs and impulsive CMEs, depending on the acceleration profile. Recent numerical studies question this separation. One study varies the strapping field profile to produce gradual eruptions and impulsive eruptions, while another study varies the temporal profile of the voltage applied to the flux tube footpoints to produce the two eruption types. Our experiment reproduced these different eruptions by changing the strapping field magnitude, and the temporal profile of the current trace. This suggests that the same physics underlies both types of CME and that the separation between impulsive and gradual classes of eruption is artificial.

Potencial antiinflamatório do extrato aquoso de Echinodorus macrophyllus e de suas frações em modelo de inflamação aguda

A Echinodorus macrophyllus (Alismataceae), conhecida como chapéu de couro no Brasil, é usada popularmente para tratar doenças reumáticas e inflamatórias. Neste trabalho, foram avaliados os efeitos antiinflamatórios do extrato aquoso de E. macrophyllus (EAEm) e suas frações etanólicas no modelo murino de air pouch. Para a obtenção das frações, 7 g do EAEm foram aplicadas em uma coluna cromatográfica aberta de sílica gel eluída com diferentes concentrações de etanol. Os cromatogramas do EAEm/frações foram obtidos usando um sistema de HPLC. Foram obtidas quatro frações, duas delas com maior rendimento. Resumidamente, a bolha de ar foi induzida pela injeção de 5 mL de ar estéril (s.c) no dorso de camundongos SW machos (25-35 g). Após 3 dias, mas 3 mL de ar estéril foram injetados para manter a bolha. No sexto dia, cada grupo (n = 4) foi tratado intraperitoneal (ip) ou oralmente (v.o) com EAEm (25 ou 250 mg/kg), Fr20 ou Fr40 (2,5, 25, 50 ou 100 mg/kg) e os controles com indometacina (10 mg/kg, v.o.) ou veículo (salina). Uma hora depois, 1 mL de salina ou de carragenina 1% estéril foi injetada dentro da bolha. Após 4 h, a cavidade foi lavada com NaCl 0,9%, EDTA 2 mM (1 mL), para a determinação do número de leucócitos, volume do exsudato e concentração de proteínas. Células do exsudato foram preparadas em citocentrífuga e coradas pelo método do Panótico para a contagem diferencial dos leucócitos. Cortes histológicos coletados dos diferentes grupos foram fixados com formol tamponado 10% (pH 7,4) por 7 dias, corados com HE e analisados em MO. A análise da expressão da iNOS e da COX-2 foi realizada em células do exsudato por RT-PCR. O acúmulo de nitrito (NO2−) no sobrenadante do cultivo de células RAW 264.7 foi determinado usando um ensaio colorimétrico baseado na reação de Griess. Os resultados foram expressos como média EP e comparados usando ANOVA seguido de teste de Dunnet. Os experimentos foram realizados em triplicata. No modelo air pouch, a injeção de carragenina 1% aumentou tanto a migração celular quanto a concentração de proteína no exsudato. Contudo, enquanto o pré-tratamento com a Fr40 aumentou a resposta inflamatória, o pré-tratamento com o EAEm e a Fr20, sobretudo por via i.p., inibiu esta resposta quando comparado ao grupo controle tratado apenas com o veículo. Assim, foram observadas as seguintes razões de inibição da migração de células: EAEm, i.p. a 25 mg/kg (66,44%) e a 250 mg/kg (87,27%) e Fr20 a 2,5 mg/kg (26,89%), 25 mg/kg (60,06%), 50 mg/kg (63,13%) e a 100 mg/kg (77,47%). Em relação à contagem diferencial, o EAEm e a Fr20 afetaram principalmente o número de neutrófilos, inibindo sua migração no exsudato. O EAEm e a Fr20 também reduziram a concentração total de proteínas no exsudato principalmente no tratamento i.p.; EAEm a 25 e 250 mg/kg mostrou 3,33 0,55 e 2,05 0,51 mg/mL, respectivamente, quando comparado aos grupos controles (Indometacina 2.88 0.64 mg/mL; Veículo 5.48 0.88 mg/mL). A Fr20 a 2,5, 25, 50 e 100 mg/kg mostrou 4,788 0,444, 1,417 0,519, 2,474 0,529 e 2,215 0, 361 mg/mL. A análise histológica mostrou infiltrado celular, principalmente composto de leucócitos polimorfonucleares ao longo da derme inflamada de animais tratados com veículo. O tratamento com o EAEm ou Fr20 reduziu a infiltração de leucócitos no tecido inflamado. Além disso, o tratamento com o EAEm e a Fr20 mostrou atividade supressora sobre a expressão de iNOS e COX-2, e mostrou efeitos inibitórios na produção de NO induzida por LPS. Concluindo, todos estes resultados confirmam o potencial antiinflamatório sugerido para esta planta e fornecem uma base para a compreensão de seus mecanismos moleculares de ação. Contudo, outros estudos devem ser realizados para melhor elucidar as vias pelas quais o EAEm e a Fr20 exercem seus efeitos antiinflamatórios. Além disso, estudos fitoquímicos devem ser realizados para identificar os compostos ativos no EAEm e na Fr20.

Quantum Electromechanics with Two Tone Drive

In the field of mechanics, it is a long standing goal to measure quantum behavior in ever larger and more massive objects. It may now seem like an obvious conclusion, but until recently it was not clear whether a macroscopic mechanical resonator -- built up from nearly 10¹³ atoms -- could be fully described as an ideal quantum harmonic oscillator. With recent advances in the fields of opto- and electro-mechanics, such systems offer a unique advantage in probing the quantum noise properties of macroscopic electrical and mechanical devices, properties that ultimately stem from Heisenberg's uncertainty relations. Given the rapid progress in device capabilities, landmark results of quantum optics are now being extended into the regime of macroscopic mechanics.

The purpose of this dissertation is to describe three experiments -- motional sideband asymmetry, back-action evasion (BAE) detection, and mechanical squeezing -- that are directly related to the topic of measuring quantum noise with mechanical detection. These measurements all share three pertinent features: they explore quantum noise properties in a macroscopic electromechanical device driven by a minimum of two microwave drive tones, hence the title of this work: "Quantum electromechanics with two tone drive".

In the following, we will first introduce a quantum input-output framework that we use to model the electromechanical interaction and capture subtleties related to interpreting different microwave noise detection techniques. Next, we will discuss the fabrication and measurement details that we use to cool and probe these devices with coherent and incoherent microwave drive signals. Having developed our tools for signal modeling and detection, we explore the three-wave mixing interaction between the microwave and mechanical modes, whereby mechanical motion generates motional sidebands corresponding to up-down frequency conversions of microwave photons. Because of quantum vacuum noise, the rates of these processes are expected to be unequal. We will discuss the measurement and interpretation of this asymmetric motional noise in a electromechanical device cooled near the ground state of motion.

Next, we consider an overlapped two tone pump configuration that produces a time-modulated electromechanical interaction. By careful control of this drive field, we report a quantum non-demolition (QND) measurement of a single motional quadrature. Incorporating a second pair of drive tones, we directly measure the measurement back-action associated with both classical and quantum noise of the microwave cavity. Lastly, we slightly modify our drive scheme to generate quantum squeezing in a macroscopic mechanical resonator. Here, we will focus on data analysis techniques that we use to estimate the quadrature occupations. We incorporate Bayesian spectrum fitting and parameter estimation that serve as powerful tools for incorporating many known sources of measurement and fit error that are unavoidable in such work.

I. Anisotropy and crystal structure of ferromagnetic thin films. II. Investigations into magnetic microstructure by Lorentz microscopy

The induced magnetic uniaxial anisotropy of Ni-Fe alloy films has been shown to be related to the crystal structure of the film. By use of electron diffraction, the crystal structure or vacuum-deposited films was determined over the composition range 5% to 85% Ni, with substrate temperature during deposition at various temperatures in the range 25° to 500° C. The phase diagram determined in this way has boundaries which are in fair agreement with the equilibrium boundaries for bulk material above 400°C. The (α+ ɤ) mixture phase disappears below 100°C.

The measurement of uniaxial anisotropy field for 25% Ni-Fe alloy films deposited at temperatures in the range -80°C to 375°C has been carried out. Comparison of the crystal structure phase diagram with the present data and those published by Wilts indicates that the anisotropy is strongly sensitive to crystal structure. Others have proposed pair ordering as an important source of anisotropy because of an apparent peak in the anisotropy energy at about 50% Ni composition. The present work shows no such peak, and leads to the conclusion that pair ordering cannot be a dominant contributor.

Width of the 180° domain wall in 76% Ni-Fe alloy films as a function of film thickness up to 1800 Å was measured using the defocused mode of Lorentz microscopy. For the thinner films, the measured wall widths are in good agreement with earlier data obtained by Fuchs. For films thicker than 800 Å, the wall width increases with film thickness to about 9000 Å at 1800 Å film thickness. Similar measurements for polycrystalline Co films with thickness from 200 to 1500 Å have been made. The wall width increases from 3000 Å at 400 Å film thickness to about 6000 Å at 1500 Å film thickness. The wall widths for Ni-Fe and Co films are much greater than predicted by present theories. The validity of the classical determination of wall width is discussed, and the comparison of the present data with theoretical results is given.

Finally, an experimental study of ripple by Lorentz microscopy in Ni-Fe alloy films has been carried out. The following should be noted: (1) the only practical way to determine experimentally a meaningful wavelength is to find a well-defined ripple periodicity by visual inspection of a photomicrograph. (2) The average wavelength is of the order of 1µ. This value is in reasonable agreement with the main wavelength predicted by the theories developed by others. The dependence of wavelength on substrate deposition temperature, alloy composition and the external magnetic field has been also studied and the results are compared with theoretical predictions. (3) The experimental fact that the ripple structure could not be observed in completely epitaxial films gives confirmation that the ripple results from the randomness of crystallite orientation. Furthermore, the experimental observation that the ripple disappeared in the range 71 and 75% Ni supports the theory that the ripple amplitude is directly dependent on the crystalline anisotropy. An attempt to experimentally determine the order of magnitude of the ripple angle was carried out. The measured angle was about 0.02 rad. The discrepancy between the experimental data and the theoretical prediction is serious. The accurate experimental determination of ripple angle is an unsolved problem.

Effects of magnetostriction and superlattice formation in ferromagnetic thin films

The contribution to the magnetic uniaxial perpendicular anisotropy which arises from substrate constraint through magnetostrictive effects has been measured in Ni-Fe and Ni-Co thin films evaporated on substrates at room temperature. This was accomplished by measuring the perpendicular anisotropy before and after removal of the film from the substrate. Data are given for the fcc crystal structure regions of both alloy systems, but data for Ni-Co include compositions with less than 60% Ni which have a small percentage of the hcp phase mixed with the fcc phase. The constraint contribution to the perpendicular anisotropy correlates well with the value of the bulk magnetostriction constant using the equation ∆K_˔=3/2λ_sσ. Measured values of isotropic stress for films thicker than 600 Å were 1.6 x 10¹⁰ dyn/cm². In films less than 600 Å thick the isotropic stress decreased with decreasing thickness. After removal of the films from the substrates, the measured perpendicular anisotropy deviated from the expected geometrical shape anisotropy near pure Ni in both alloys. This indicates that additional significant sources of anisotropy exist at these compositions.

The effect of substrate constraint on the crystalline anisotropy K₁ of Ni-Fe epitaxial films has been studied by use of a film removal technique, which involves the evaporation of an epitaxial layer of LiF on MgO, the epitaxial growth of the metallic film on the LiF, and the stripping of the film with water soluble tape. Films ranging in composition from 50% to 100% Ni have been studied. For compositions below 90% Ni the experimental values agree reasonably well with the first order theoretical prediction, ∆K₁=[-9/4(C₁₁-C₁₂)λ² 100+9/2C₄₄λ²111].

In order to compare the magnetic properties of epitaxial thin films more completely with the properties of bulk single crystals, Ni-Fe films ranging in composition from 60% to 90% Ni, which were evaporated epitaxially on (100) MgO substrates, have been subsequently annealed at 400°C in a vacuum of less than 10^-7 Torr to form the ordered Ni₃Fe structure near the 75% composition. This ordered structure has been confirmed by electron diffraction.

The saturation magnetization at Ni₃Fe increased about 6% with ordering which is in good agreement with previous bulk data. Measurements of the magnetocrystalline anisotropy energy K₁ for the epitaxial films show the same large changes with ordering as observed in bulk single crystal samples. In the (001) plane the magnetostriction constants ^λ100, ^λ111 are directly related to the induced anisotropy due to a uniform uniaxial strain in the [100] and [110] directions respectively. Assuming that the elastic constants of a film are the same as in bulk material and are unchanged by ordering, the changes in strain sensitivity with ordering for the epitaxial films are found to be in good agreement with values predicted from bulk data. The exchange constant A as measured by ferromagnetic resonance has been measured at the Ni₃Fe composition and found to increase 25% with ordering. This seems to indicate a significant increase in the Curie temperature which has only been inferred indirectly for bulk material.

Um método sintético de difusão para aceleração do esquema de fonte de espalhamento em cálculos SN unidimensionais de fonte fixa

O esquema iterativo de fonte de espalhamento (SI) é tradicionalmente aplicado para a convergência da solução numérica de malha fina para problemas de transporte de nêutrons monoenergéticos na formulação de ordenadas discretas com fonte fixa. O esquema SI é muito simples de se implementar sob o ponto de vista computacional; porém, o esquema SI pode apresentar taxa de convergência muito lenta, principalmente para meios difusivos (baixa absorção) com vários livres caminhos médios de extensão. Nesta dissertação descrevemos uma técnica de aceleração baseada na melhoria da estimativa inicial para a distribuição da fonte de espalhamento no interior do domínio de solução. Em outras palavras, usamos como estimativa inicial para o fluxo escalar médio na grade de discretização de malha fina, presentes nos termos da fonte de espalhamento das equações discretizadas SN usadas nas varreduras de transporte, a solução numérica da equação da difusão de nêutrons em grade espacial de malha grossa com condições de contorno especiais, que aproximam as condições de contorno prescritas que são clássicas em cálculos SN, incluindo condições de contorno do tipo vácuo. Para aplicarmos esta solução gerada pela equação da difusão em grade de discretização de malha grossa nas equações discretizadas SN de transporte na grade de discretização de malha fina, primeiro implementamos uma reconstrução espacial dentro de cada nodo de discretização, e então determinamos o fluxo escalar médio em grade de discretização de malha fina para usá-lo nos termos da fonte de espalhamento. Consideramos um número de experimentos numéricos para ilustrar a eficiência oferecida pela presente técnica (DSA) de aceleração sintética de difusão.

激光脉冲宽度对有质动力加速电子的影响

基于真空中单电子运动模型，编程计算得到了高斯激光脉冲与初始位于激光传播轴上电子的相互作用结果。不同激光参鼍条件下，得到了电子的能量增益与激光强度、焦斑大小和脉冲宽度关系。结果表明，高斯激光脉冲焦斑较大时，电子没有明显的能量增益，高斯激光脉冲焦斑太小时，电子也没有明显的能量增益。电子的能量增益有一个最佳焦斑大小。在相同激光强度下，电子能量增益的最佳焦斑大小随脉冲宽度的增大而增大，但最佳焦斑大小与脉冲宽度的比值基本上是不变的。

Reavaliação deposicional da Bacia de São José de Itaboraí com base em dados geológicos e geofísicos

A Bacia de São José de Itaboraí está localizada no Município de Itaboraí, no Estado do Rio de Janeiro. Ela foi descoberta em 1928, pelo Engenheiro Carlos Euler, que após analisar um suposto caulim encontrado na Fazenda São José pelo seu então proprietário, Sr. Ernesto Coube, verificou que se tratava de calcário. Os Professores Rui Lima e Silva e Othon H. Leonardos, enviados ao local para estudos, encontraram uma grande quantidade de fósseis de gastrópodes continentais, despertando o interesse científico pela região. Os estudos preliminares de campo e análises químicas evidenciaram boas perspectivas de exploração do calcário para a fabricação de cimento do tipo Portland. Por mais de 50 anos, a Companhia Nacional de Cimento Portland Mauá (CNCPM) explorou a pedreira. Desde sua descoberta, a Bacia de São José, paralelamente às atividades de mineração, foi objeto de pesquisas científicas realizadas por geólogos, paleontólogos e arqueólogos. No início da década de 80, a Cia. de Cimento Mauá decidiu abandonar a área em função do esgotamento econômico da reserva de minério. Com a retirada das bombas que impediam a inundação da pedreira, formou-se uma lagoa que passou a impedir o livre acesso aos afloramentos. Desde então as pesquisas sobre a Bacia ficaram concentradas aos materiais coletados no período de exploração de calcário. Material esse distribuído no Museu Nacional (MN), Departamento Nacional da Produção Mineral (DNPM), Instituto de Geociências da UFRJ, entre outros. Em 1990, a área que pertencia a CNCPM foi desapropriada por pressão da comunidade científica. A mesma passou a pertencer ao Município de Itaboraí, que criou o Parque Paleontológico de São José de Itaboraí, por meio da Lei 1.346, de 12 de dezembro de 1995. O objetivo desse trabalho foi gerar novos dados através do método geofísico conhecido como magnetometria. Para isso foram realizados levantamentos de campo utilizando um magnetômetro portátil e GPS, foram analisados e corrigidos dados utilizando softwares específicos, elaborados modelos e criados perfis a partir de descrições de testemunhos de sondagem. Os resultados obtidos visam possibilitar uma nova interpretação da geologia e da estratigrafia da bacia, dando condições para que se possa ter uma atualização dos conhecimentos relacionados à região, após quase meio século de atividade mineradora.

Photoinduced effects in amorphous Ge-Se films

With light illumination from an Ar ion laser, the photoinduced changes in vacuum evaporated amorphous GeSe2 films; were investigated with the X-ray diffraction (XRD), infrared absorption (IR), scanning electron microscope (SEM), transmitting electron microscope (TEM) and transmittance spectra analysis. It was observed that the optical transmittance edges of films shifted to shorter wavelength according to annealing and light illumination and the shift in well-annealed films could be recovered by annealing at 200 degrees C for 1 h in Ar air. The magnitude of shift increased with the increase of the intensity of illumination light and the illumination time. By sides, photoinduced crystallization was also observed in the exposed regions of GeSe2 films and more of it was observed with stronger intensity of illumination light.

Yb：Y2O3透明陶瓷的光学性能研究

介绍了一种基于纳米粉末真空烧结技术的新型固体激光材料——Yb：Y2O3多晶陶瓷的制备工艺、物理化学特性、能级结构和光谱特性，并与Yb：YAG单晶进行了对比．采用紧凑型有源镜激光器（CAMIL）的抽运方式，验证了Yb：Y2O3透明陶瓷的激光输出性能．在35W的最大抽运功率下，得到波长1078nm，功率10．5w的连续激光输出，斜率效率达到37．5％．实验中还观察到激光输出波长随抽运功率增加而红移以及随输出耦合镜变化而漂移的现象．Yb：Y2O3多晶陶瓷是一种理想的激光材料，不仅具有与Yb：YAG单晶同样优秀的

高硅氧发光玻璃的制备及其荧光性能

abstract {Silica glass is an attractive host matrix for the emission ions of rare earth and transition metal ions because it has small thermal expansion coefficient, strong thermal resistance, large fracture strength and good chemical durability and so on. However, a major obstacle to using it as the host matrix is a phenomenon of concentration quenching. In this paper, we introduces a novel method to restrain the concentration quenching by using a porous glass with SiO₂ content > 95% (in mass) and prepare intense fluorescence high-SiO₂ glasses and high-SiO₂ laser glass. The porous glass with high-SiO₂ content was impregnated with rare-earth and transition metal ions, and consequently sintered into a compact non-porous glass in reduction or oxidization atmospheres. Various intense fluorescence glasses with high emission yields, a vacuum ultraviolet-excited intensely luminescent glass, high silica glass containing high concentration of Er³⁺ ion, ultrabroad infrared luminescent Bi-doped high silica glass and Nd³⁺-doped silica microchip laser glass were obtained by this method. The porous glass is also favorable for co-impregnating multi-active-ions. It can bring effective energy transferring between various active ions in the glass and increases luminescent intensity and extend range of excitation spectrum. The luminescent active ions-doped high-SiO₂ glasses are potential host materials for high power solid-state lasers and new transparent fluorescence materials.}

Three-photon-excited upconversion luminescence of Ce3+: YAP crystal by femtosecond laser irradiation

Infrared to ultraviolet and visible upconversion luminescence was demonstrated in trivalent cerium doped YAlO3 crystal (Ce3+: YAP) under focused infrared femtosecond laser irradiation. The fluorescence spectra show that the upconverted luminescence comes from the 5d-4f transitions of trivalent cerium ions. The dependence of luminescence intensity of trivalent cerium on infrared pumping power reveals that the conversion of infrared radiation is dominated by three-photon excitation process. It is suggested that the simultaneous absorption of three infrared photons pumps the Ce3+ ion into upper 5d level, which quickly nonradiatively relax to lowest 5d level. Thereafter, the ions radiatively return to the ground states, leading to the characteristic emission of Ce3+. (c) 2005 Optical Society of America.

V^3＋：YAG晶体的生长、色心与光谱性能研究

采用石墨电阻加热的温梯法生长了V：YAG晶体，晶体的不同部位呈现两种不同的颜色：浅绿色和黄褐色．通过对比分析不同颜色V：YAG晶体的室温吸收光谱，推断出石墨发热体高温下扩散出来的C可以起到还原作用，提高晶体中V^3＋tetra离子的浓度，同时诱导了F心的形成．在1300℃下，对不同颜色的V：YAG晶体进行真空退火处理，发现处于八面体格位中的V^3＋离子在热激发作用下与近邻的四面体格位Al^3＋离子存在置换反应，由此产生一定浓度的四面体格位V^3＋离子．同时，F心在退火过程中被完全消除，释放出来的自由电子被