Towards printed carbon nanotube transistors on paper substrates

This thesis reports the work performed in the optimization of deposition parameters of Multi – Walled Carbon Nanotubes (MWCNT) targeting the development of a Field Effect Transistors (FET) on paper substrates. The CNTs were dispersed in a water solution with sodium dodecyl sulphate (SDS) through ultrasonication, ultrasonic bath and a centrifugation to remove the supernatant and have a homogeneous solution. Several deposition tests were performed using different types of CNTs, dis-persants, papers substrates and deposition techniques, such as spray coating and inkjet printing. The characterization of CNTs was made by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Hall Effect. The most suitable CNT coatings able to be used as semiconductor in FETs were deposited by spray coat-ing on a paper substrate with hydrophilic nanoporous surface (FS2) at 100 ºC, 4 bar, 10 cm height, 5 second of deposition time and 90 seconds of drying between steps (4 layers of CNTs were deposited). Planar electrolyte gated FETs were produced with these layers using gold-nickel gate, source and drain electrodes. Despite the small current modulation (Ion/Ioff ratio of 1.8) one of these devices have p-type conduction with a field effect mobility of 1.07 cm2/V.s.

Active and latent tuberculosis in prisoners in the Central-West Region of Brazil

Introduction Jailed populations exhibit high rates of tuberculosis (TB) infection and active disease. Methods A cross-sectional study was performed to estimate the prevalence of latent and active TB and to identify factors associated with latent infection in inmates. Results The prevalence of latent TB was 49%, and the prevalence of active TB was 0.4%. The presence of a Bacille Calmette-Guérin (BCG) scar (prevalence ratio (PR)=1.65; 95% confidence interval (CI): 1.09-2.50; p=0.0162) and the World Health Organization (WHO) score for active TB in prisons (PR=1.07; 95% CI: 1.01-1.14; p=0.0181) were correlated with infection. Conclusions The identification of associated factors and the prevalence of latent and active TB allows the development of plans to control this disease in jails.

Thin films composed of gold nanoparticles dispersed in a dielectric matrix: the influence of the host matrix on the optical and mechanical responses

Gold nanoparticles were dispersed in two different dielectric matrices, TiO2 and Al2O3, using magnetron sputtering and a post-deposition annealing treatment. The main goal of the present work was to study how the two different host dielectric matrices, and the resulting microstructure evolution (including both the nanoparticles and the host matrix itself) promoted by thermal annealing, influenced the physical properties of the films. In particular, the structure and morphology of the nanocomposites were correlated with the optical response of the thin films, namely their localized surface plasmon resonance (LSPR) characteristics. Furthermore, and in order to scan the future application of the two thin film system in different types of sensors (namely biological ones), their functional behaviour (hardness and Young's modulus change) was also evaluated. Despite the similar Au concentrations in both matrices (~ 11 at.%), very different microstructural features were observed, which were found to depend strongly on the annealing temperature. The main structural differences included: (i) the early crystallization of the TiO2 host matrix, while the Al2O3 one remained amorphous up to 800 °C; (ii) different grain size evolution behaviours with the annealing temperature, namely an almost linear increase for the Au:TiO2 system (from 3 to 11 nm), and the approximately constant values observed in the Au:Al2O3 system (4–5 nm). The results from the nanoparticle size distributions were also found to be quite sensitive to the surrounding matrix, suggesting different mechanisms for the nanoparticle growth (particle migration and coalescence dominating in TiO2 and Ostwald ripening in Al2O3). These different clustering behaviours induced different transmittance-LSPR responses and a good mechanical stability, which opens the possibility for future use of these nanocomposite thin film systems in some envisaged applications (e.g. LSPR-biosensors).

Thin films composed of Ag nanoclusters dispersed in TiO2: Influence of composition and thermal annealing on the microstructure and physical responses

Noble metal powders containing gold and silver have been used for many centuries, providing different colours in the windows of the medieval cathedrals and in ancient Roman glasses. Nowadays, the interest in nanocomposite materials containing noble nanoparticles embedded in dielectric matrices is related with their potential use for a wide range of advanced technological applications. They have been proposed for environmental and biological sensing, tailoring colour of functional coatings, or for surface enhanced Raman spectroscopy. Most of these applications rely on the so-called localised surface plasmon resonance absorption, which is governed by the type of the noble metal nanoparticles, their distribution, size and shape and as well as of the dielectric characteristics of the host matrix. The aim of this work is to study the influence of the composition and thermal annealing on the morphological and structural changes of thin films composed of Ag metal clusters embedded in a dielectric TiO2 matrix. Since changes in size, shape and distribution of the clusters are fundamental parameters for tailoring the properties of plasmonic materials, a set of films with different Ag concentrations was prepared. The optical properties and the thermal behaviour of the films were correlated with the structural and morphological changes promoted by annealing. The films were deposited by DC magnetron sputtering and in order to promote the clustering of the Ag nanoparticles the as-deposited samples were subjected to an in-air annealing protocol. It was demonstrated that the clustering of metallic Ag affects the optical response spectrum and the thermal behaviour of the films.

The influence of nitrogen and oxygen additions on the thermal characteristics of aluminium-based thin films

The ternary aluminium oxynitride (AlNxOy) system offers the possibility to obtain a wide range of properties by tailoring the ratio between pure Al, AlNx and AlOy and therefore opening a significant number of possible applications. In this work the thermal behaviour of AlNxOy thin films was analysed by modulated infrared radiometry (MIRR), taking as reference the binary AlOy and AlNx systems. MIRR is a non-contact and non-destructive thermal wave measurement technique based on the excitation, propagation and detection of temperature oscillations of very small amplitudes. The intended change of the partial pressure of the reactive gas (N2 and/or O2) influenced the target condition and hence the deposition characteristics which, altogether, affected the composition and microstructure of the films. Based on the MIRR measurements and their qualitative and quantitative interpretation, some correlations between the thermal transport properties of the films and their chemical/physical properties have been found. Furthermore, the potential of such technique applied in this oxynitride system, which present a wide range of different physical responses, is also discussed. The experimental results obtained are consistent with those reported in previous works and show a high potential to fulfil the demands needed for the possible applications of the systems studied. They are clearly indicative of an adequate thermal response if this particular thin film system is aimed to be applied in small sensor devices or in electrodes for biosignal acquisition, such as those for electroencephalography or electromyography as it is the case of the main research area that is being developed in the group.

Evolution of the functional properties of titanium–silver thin films for biomedical applications: Influence of in-vacuum annealing

In this work, the thermal stability of TiAgx thin films, deposited by magnetron sputtering, was evaluated, envisaging their application in biomedical devices, namely as electrodes for biosignal acquisition. Based on the composition and microstructural characterization, a set of four representative TiAgx thin films was selected in order to infer whether they are thermally stable in terms of functional properties. In order to achieve this purpose, the structural and morphological evolution of the films with annealing temperature was correlated with their electrical, mechanical and thermal properties. Two distinct zones were identified and two samples from each zone were extensively analysed. In the first zone (zone I), Ti was the main component (Ti-rich zone) while in the second, zone II, the Ag content was more significant. The selected samples were annealed in vacuum at four different temperatures up to 500 oC. For the samples produced within zone I, small microstructural changes were observed due to the recrystallization of the Ti structure and grain size increment. Also, no significant changes were observed with annealing temperature regarding the f l ’ functional properties, being thermally stable up to 500 oC. For higher Ag contents (zone II) the energy supplied by thermal treatments was sufficient to activate the crystallization of Ti-Ag intermetallic phases. A strong increase of the grain size of these phases was also reported. The structural and morphological organization proved to be determinant for the physical responses of the TiAgx system. The hardness and Y g’s modulus were significantly improved with the formation of the intermetallic phases. The silver addition and annealing treatments also played an important role in the electrical conductivity of the films, which was once again improved by the formation of Ti-Ag phases. The thermal diffusivity of the films was practically unchanged with the heat-treatment. This set of results shows that this intermetallic-like thin film system has good thermal stability up to high temperatures (as high as 500 oC), which in case of the highest Ag content zone is particularly evident for electrical and mechanical properties, showing an important improvement. Hardness increases about three times, while resistivity values become half of those from the lowest Ag contents zone. These set of characteristics are consistent with the targeted applications, namely in terms of biomedical sensing devices.

Multifunctional Ti–Me (Me=Al, Cu) thin film systems for biomedical sensing devices

Ti-Me binary intermetallic thin films based on a titanium matrix doped with increasing amounts of Me (Me = Al, Cu) were prepared by magnetron sputtering (under similar conditions), aiming their application in biomedical sensing devices. The differences observed on the composition and on the micro(structural) features of the films, attributed to changes in the discharge characteristics, were correlated with the electrical properties of the intermetallic systems (Ti-Al and Ti-Cu). For the same Me exposed areas placed on the Ti target (ranging from 0.25 cm2 to 20 cm2) the Cu content increased from 3.5 at.% to 71.7 at.% in the Ti-Cu system and the Al content, in Ti-Al films, ranged from 11 to 45 at.%. The structural characterization evidenced the formation of metastable Ti-Me intermetallic phases for Al/Ti atomic ratios above 0.20 and for Cu/Ti ratios above 0.25. For lower Me concentrations, the effect of the α-Ti(Me) structure domains the overall structure. With the increase amount of the Me into Ti structure a clear trend for amorphization was observed. For both systems it was observed a significant decrease of the electrical resistivity with increasing Me/Ti atomic ratios (higher than 0.5 for Al/Ti atomic ratio and higher than 1.3 for Cu/Ti atomic ratio). Although similar trends were observed in the resistivity evolution for both systems, the Ti-Cu films presented lower resistivity values in comparison to Ti-Al system.

Transtornos mentais comuns e o uso de práticas de medicina complementar e alternativa: estudo de base populacional

OBJETIVO: Verificar a prevalência do transtorno mental comum (TMC) na população da cidade de Montes Claros, MG, e a existência de associação entre os fatores socioeconômicos e a utilização de práticas integrativas e complementares/medicina complementar e alternativa (PIC/MCA) com o TMC. MÉTODOS: Estudo transversal. População alvo: moradores de Montes Claros. A amostragem foi probabilística, com 3.090 pessoas. Utilizou-se formulário semi-estruturado e o self reporting questionnaire (SRQ-20) para identificação do TMC. Realizou-se regressão robusta de Poisson na análise com significância estatística considerada de p < 0,05. RESULTADOS: A prevalência de TMC foi de 23,2%, sendo 75% usuá­rios de PIC/MCA. Após controle para fatores de confusão, a prevalência de TMC foi maior naqueles com menor escolaridade (RP = 2,12; IC = 1,80-2,49); com menor nível econômico (RP = 1,92; IC = 1,07 - 3,44); com mais de 40 anos (RP = 1,30; IC = 1,15-1,48); do gênero feminino (RP = 2,99; IC = 1,50-3,58) e mais freqüente entre os que recorreram à homeopatia (RP = 1,52; IC = 1,12-2,08) e às benzedeiras (RP = 1,25; IC = 1,08-1,46). CONCLUSÕES: O TMC é muito freqüente na população de Montes Claros. As variáveis: escolaridade, nível econômico, idade e sexo, bem como a procura por homeopatia e benzedeiras estiveram associados ao TMC.

Associação entre depressão, níveis de dor e falta de apoio social em pacientes internados em enfermarias de clínica médica

OBJETIVO: Verificar a associação entre depressão, níveis de dor e falta de apoio social em pacientes clínicos internados. MÉTODOS: Em um estudo transversal, 1.147 adultos admitidos nas enfermarias de clínica médica de um hospital universitário foram selecionados por randomização e avaliados durante a primeira semana de internação. Foram utilizados: Subescala Cognitivo-afetiva do Inventário Beck de Depressão (BDI-13), Índice Charlson de Comorbidade Física e escalas numéricas para avaliar dor e percepção de gravidade física. Foram considerados deprimidos os pacientes que pontuaram acima de 10 no BDI-13. Investigou-se apoio social por meio da pergunta direta: "Com quantos parentes ou amigos você se sente à vontade e pode falar sobre tudo ou quase tudo?". Foram considerados como tendo falta de apoio social os pacientes que relataram ter menos que quatro parentes ou amigos confidentes. Foram utilizados os testes T de Student, Qui-quadrado e Regressão Logística. RESULTADOS: Dos 1.147 pacientes, 25,3% apresentavam depressão. Escolaridade [odds ratio (OR): 0,96; intervalo de confiança (IC): 0,89-0,96; p < 0,001], renda familiar (OR: 0,92; IC: 0,86-0,99; p = 0,018), maior intensidade de dor (OR: 1,04; IC: 1,00-1,08; p = 0,036), falta de apoio social (OR: 2,02; IC: 1,49-2,72; p < 0,001) e percepção de maior gravidade física (OR: 1,07; IC: 1,02-1,13; p = 0,008) se associaram independentemente à depressão. CONCLUSÃO: Pacientes clínicos deprimidos relatam mais falta de apoio social e dor, mesmo após controlar para variáveis confundidoras sociodemográficas e clínicas.

Micro- and mesoporous structures as drug delivery carriers for salicylic acid

The potential of salicylic acid (SA) encapsulated in porous materials as drug delivery carriers for cancer treatment was studied. Different porous structures, the microporous zeolite NaY, and the mesoporous SBA-15 and MCM-41 were used as hosts for the anti-inflammatory drug. Characterization with different techniques (FTIR, UV/vis, TGA, 1H NMR, and 13C CPMAS NMR) demonstrated the successful loading of SA into the porous hosts. The mesoporous structures showed to be very efficient to encapsulate the SA molecule. The obtained drug delivery systems (DDS) accommodated 0.74 mmol (341 mg/gZEO) in NaY and 1.07 mmol (493 mg/gZEO) to 1.23 mmol (566 mg/gZEO) for SBA-15 and MCM-41, respectively. Interactions between SA molecules and pore structures were identified. A fast and unrestricted liberation of SA at 10 min of the dissolution assay was achieved with 29.3, 46.6, and 50.1 µg/mL of SA from NaY, SBA-15, and MCM-41, respectively, in the in vitro drug release studies (PBS buffer pH 7.4, 37 °C). Kinetic modeling was used to determine the release patterns of the DDS. The porous structures and DDS were evaluated on Hs578T and MDA-MB-468 breast cancer cell lines viability. The porous structures are nontoxic to cancer cells. Cell viability reduction was only observed after the release of SA from MCM- 41 followed by SBA-15 in both breast cancer cell lines.

Ansiedade e baixo nível motivacional associados ao fracasso na cessação do tabagismo

Objetivo Analisar a associação entre as características sociodemográficas, status do tabagismo, grau de motivação, nível de ansiedade, depressão e de estresse com o fracasso em pacientes de um programa de cessação de tabagismo. Métodos Estudo de corte transversal realizado com pacientes que procuraram os programas de cessação do tabagismo de Cuiabá/MT, Brasil. Todos os fumantes matriculados no início desses programas, durante o período de maio a agosto de 2012, foram convidados a participar deste estudo, totalizando 216 pacientes. Os instrumentos utilizados foram o questionário Perfil Sociodemográfico, Teste de Fagerström (FTND), URICA, Inventário de Ansiedade de Beck (BAI), Inventário de Depressão de Beck (BDI) e Inventário de Sintomas de Stress de Lipp (ISSL). Os dados foram digitados duplamente em programa Epidata versão 3.1, e para análise dos dados foi utilizado um modelo de regressão de Poisson. Resultados Foram encontradas associações do fracasso terapêutico com as seguintes variáveis: faixa etária jovem (RP = 1,68; IC 95% 1,11-2,56); menor tempo de tabagismo (RP = 1,32; IC 95% 1,09-1,61); maior consumo de cigarros/dia (RP = 1,24; IC 95% 1,01-1,52) e menor grau de motivação (RP = 1,55; IC 95% 1,04-2,30). No modelo final (RPa), ficaram associadas ao fracasso as variáveis: menor tempo de tabagismo (RPa 1,53; IC 95% 1,07-2,32), maior carga tabágica (RPa 1,48; IC 95% 1,12-1,95), baixo nível de motivação (RPa 1,58; IC 95% 1,07-2,32) e alto nível de ansiedade (RPa 1,22; IC 95% 1,01-1,48). Conclusão Baixo nível motivacional (Contemplação e Pré-contemplação), alto nível de ansiedade (moderado/grave), menor tempo de tabagismo e alta carga tabágica estão associados ao fracasso terapêutico.

Por que a letalidade hospitalar do infarto agudo do miocárdio é maior nas mulheres?

OBJETIVO: Avaliar a influência da idade, da gravidade da doença e das intervenções terapêuticas na maior letalidade hospitalar do infarto agudo do miocárdio (IAM) em mulheres. MÉTODOS: Estudo de coorte retrospectivo, envolvendo 388 pacientes com IAM (50 óbitos). Foram avaliadas, como possíveis explicações para a associação entre sexo e letalidade hospitalar do IAM, as variáveis: idade (<60 vs > ou = 60 anos), duração de sintomas, classe de Killip, tipo de IAM (com ou sem ondas Q), comorbidades, história de acidente vascular cerebral e intervenções terapêuticas para o IAM (ácido acetil-salicílico, betabloqueadores e agentes trombolíticos). Modelos de regressão logística foram usados para avaliar a influência de potenciais variáveis confundidoras na associação entre sexo e letalidade hospitalar do IAM. RESULTADOS: A letalidade hospitalar do IAM foi mais alta em mulheres (19,5% vs 9,4%) do que em homens (odds ratio (OR)= 2,34; IC 95%= 1,12-4,47). Embora as mulheres fossem significantemente (p<0,01) mais idosas, a associação entre sexo e morte reduziu-se em apenas 15% após ajuste para idade (OR= 1,99; IC 95 %= 1,07-3,67). Esta associação tornou-se mais fraca ao se considerar a gravidade da doença na admissão (OR= 1,84; IC 95%= 0,90-3,74) e intervenções terapêuticas para o IAM (OR= 1,50; IC= 0,67-3,38). CONCLUSÃO: Diferenças de idade não podem explicar completamente a maior letalidade do IAM em mulheres. A gravidade da doença na admissão e diferenças de abordagem terapêutica devem desempenhar importante papel na maior letalidade hospitalar do IAM em mulheres.

Resultados imediatos da cirurgia de revascularização miocárdica: comparação entre homens e mulheres

OBJETIVO: Avaliar a morbimortalidade de homens e mulheres submetidos à cirurgia de revascularização miocárdica isolada e os fatores relacionados às diferenças eventualmente encontradas. MÉTODOS: Análise comparativa de 2032 pacientes, 1402 (69%) homens e 630 (31%) mulheres submetidos consecutivamente à cirurgia, de janeiro 1999 a dezembro 2002. RESULTADOS: As mulheres apresentaram idade média mais elevada, maior número de fatores de risco e taxas de angina instável. Enxertos com artéria torácica interna foram mais freqüentemente usados nos homens, 85,6% vs. 78,3%, p<0,001. Não houve diferenças nas taxas de complicações pós operatórias, exceto as infecções, mais freqüentes nas mulheres. A mortalidade hospitalar foi de 4,1% e 6,3%, para homens e mulheres respectivamente, p=0,026. Na análise multivariada o sexo feminino não foi identificado como fator prognóstico independente para óbito, assim como o uso de enxertos com artéria torácica não foi também isoladamente identificado como fator protetor, porém a interação sexo-artéria torácica interna foi significativa; foram ainda selecionados, idade (OR 1,03; [IC] 95% 1,01 a 1,06; p=0,004), insuficiência renal no pré-operatório (OR 1.82; [IC] 95% 1,07 a 3,11; p=0,028) e cirurgia de urgência/emergência (OR 2,85; [IC] 95% 1,32 a 6,14; p=0,008). CONCLUSÃO: O sexo feminino apresentou maior mortalidade operatória porém não se mostrou fator prognóstico independente para óbito; o uso de enxertos com artéria torácica mostrou-se protetor; pacientes mais idosos, com insuficiência renal e em situação emergencial apresentaram maiores índices de óbito hospitalar.

Hiper-homocisteinemia como fator de risco para doença aterosclerótica coronariana em idosos

OBJETIVO: Investigar se a hiper-homocisteinemia é fator de risco independente para doença aterosclerótica coronariana em idosos. MÉTODOS: Estudo caso-controle com 172 idosos, 88 pertencentes ao grupo controle e 84 ao grupo caso, que apresentavam cineangiocoronariografia solicitada por indicações clínicas. Angiografia coronariana quantitativa foi realizada em 91% dos pacientes. Homocisteinemia foi avaliada sob forma contínua e categorizada, por análise univariada e multivariada. RESULTADOS: Quando analisada sob forma contínua, verificou-se que, na análise univariada, os idosos do grupo caso apresentaram média de níveis de homocisteinemia significativamente mais elevada que a dos idosos do grupo controle (14,33±4,59 µmol/l versus 11,99± 4,59 µmol/l , p=0,015). Na análise multivariada, a homocisteinemia sob forma contínua associou-se a razão de risco para doença arterial coronariana de 1,07 a cada aumento de 1 µmol/l de nível de homocisteína. Aumento de 5 µmol/l correspondeu a razão de risco de 1,40. Quando analisada sob forma categorizada, definiu-se como hiper-homocisteinemia os valores encontrados acima do percentil 75 do grupo controle (14 µmol/l ). Hiper-homocisteinemia foi encontrada em 34% dos idosos, sendo 37,3% no grupo controle e 62,7% no grupo caso (p=0,009). Na análise multivariada, a hiperhomocisteinemia constituiu fator de risco independente para doença aterosclerótica coronariana em idosos, com razão de risco para doença arterial coronariana de 2,03, intervalo de confiança 95%, 1,02-4,03. CONCLUSÃO: Hiper-homocisteinemia foi fator de risco independente para doença arterial coronariana em idosos.

Evolução da função renal na fase aguda do infarto do miocárdio como fator prognóstico de eventos na fase intra-hospitalar e em um ano de seguimento

OBJETIVO: Analisar o papel da disfunção renal na internação ou durante a evolução nos pacientes com infarto agudo do miocárdio (IAM). MÉTODOS: Foram avaliados 274 pacientes com IAM, entre janeiro de 2000 e dezembro de 2001. A função renal foi monitorada com a dosagem de creatinina (Cr) na internação e o valor pico durante a hospitalização. O clearance de creatinina (ClCr) foi calculado pela fórmula de Cockcroft & Gault. Foi avaliada a morbidade e mortalidade intra-hospitalar e após um ano do evento. RESULTADOS: A média de idade foi 62,2 ± 13,5 anos e 73% eram do sexo masculino. A função renal esteve mais reduzida nos homens, em pacientes com hipertensão arterial sistêmica e cirurgia de revascularização prévia. A análise multivariada revelou aumento da mortalidade intra-hospitalar relacionada com a elevação nos níveis pico de Cr (OR:1,18 95% IC:1,18-2,77 p = 0,006), com o decréscimo no ClCr inicial (OR:0,96 95% IC:0,93-0,99 p = 0,025) e no ClCr pico (OR:0,96 95% IC:0,92-0,99 p = 0,023). A diferença percentual entre o ClCr inicial e o menor ClCr atingido também indicou maior mortalidade (OR:1,04 95% IC:1,00-1,07 p = 0,033). A piora da função renal não alterou a morbidade e mortalidade em um ano. CONCLUSÃO: Disfunção renal na internação, e sua deterioração durante a hospitalização, mostrou ser um importante marcador prognóstico de pior evolução imediata.