Investigação numérica do desempenho de um sensor de fibra ótica de índice de refração, baseado em SPR e utilizando COMSOL multiphysics

Esta tese é dedicada aos sensores de fibra ótica especificamente aos sensores baseados no fenómeno de ressonância de plasmão de superfície, SPR (Surface Plasmon Resonance), gerados em fibras óticas com configuração do tipo “D”, para aplicação em sensores refratométricos. Numa primeira parte desta dissertação são descritos os aspetos teóricos fundamentais para a compreensão dos fenómenos de ressonância de plasmões de superfície e a sua utilização em sistemas sensores. Estes fenómenos ocorrem na superfície de interface entre metais e outros meios materiais, sendo capazes de afetar as propriedades em reflexão e transmissão de uma onda eletromagnética incidente (feixe luminoso), de uma forma que é fortemente dependente dos meios na proximidade do metal. Assim, a medição das propriedades do feixe luminoso, como por exemplo o comprimento de onda de ressonância com SPR, permite monitorizar esses meios. Numa segunda fase foi implementada a simulação destes modelos, em COMSOL Multiphysics, que permitia não só a obtenção dos espetros de transmissão dos fenómenos de ressonância de plasmões de superfície, mas também a obtenção das distribuições do campo elétrico e magnético em função das dimensões do sensor. O COMSOL permitiu também a obtenção das curvas do deslocamento do comprimento de onda ressonante, perante variações do índice de refração exterior, da espessura do metal, da espessura da bainha e da espessura de outro elemento de elevado índice de refração. A fase seguinte foi verificar que os resultados dos métodos teóricos para os diferentes parâmetros de estudo eram semelhantes aos resultados obtidos no COMSOL. Conclui-se que com este programa é possível criar novos sensores em fibra ótica, baseados em SPR, para melhorar e otimizar os parâmetros de ressonância e sensibilidade do sensor. A última fase do trabalho baseou-se na modelização de uma fibra cuja configuração seja tal que possa criar um pequeno efeito de antena e fazer com que parte da luz seja guiada para o exterior da fibra e possa interatuar com o meio externo para melhor sensibilidade.

Um estudo da dependência do índice de refração linear com a composição dos vidros teluretos dos sistemas TeO2-Li2O-TiO2 e TeO2-Li2O-WO3

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Pressão interna e refração molar dos sistemas dimetilsulfóxido + tiofeno, dimetilsulfóxido + piridina a 298,15K

Pressão interna, volume livre, refração molar e propriedades termodinâmicas de excesso de misturas líquidas binárias de dimetil sulfóxido + tiofeno e dimetil sulfóxido + piridina a 298.15K foram calculadas a partir de medidas experimentais de densidades, tensão superficial e índice de refração. A relação entre a pressão interna, volume molar de excesso, refração molar, e a interação molecular dos sistemas binários é examinada.

Perfil de índices de refração do cristalino humano: simulação computacional

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Um estudo do efeito da composição dos vidros teluretos sobre os índices de refração linear e não linear

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo da cinética de extração alcoólica durante o processamento de licor de banana

O licor é uma bebida obtida a partir da mistura de álcool, água, açúcar e compostos aromáticos que podem ser extraídos de ervas, frutas, chocolates entre outros, dando origem a vários tipos e sabores de bebida. A banana é uma fruta perecível, que é produzida durante o ano todo e destaca-se no setor do agronegócio capixaba, sendo, portanto, uma boa alternativa para produção de licor, de cor e sabor bem característicos. O aroma é formado por uma mistura complexa de substâncias e que desempenha papel importante na aceitação do licor. Sua caracterização é feita por técnicas cromatográficas avançadas, como o emprego de GC/MS, e constitui um procedimento indispensável para o desenvolvimento da bebida em destaque. Este estudo teve como objetivo principal analisar o processo de extração dos compostos da banana durante a etapa de infusão para a produção de licor de banana e caracterização química de voláteis do extrato. Foram testadas cinco formulações: 200 g, 400 g, 600 g, 800 g e 1000 g de banana para 1 L de álcool de cereais com graduação alcoólica de 92,8 °GL, para obtenção do extrato hidroalcoólico de banana. Na etapa de extração foram realizadas análises físico-químicas de cor, °Brix, índice de refração, pH e atividade de água. Essas análises permitem determinar a cinética de extração dos compostos, bem como o tempo necessário para sua estabilização. A partir dos extratos, foram produzidos licores misturando-se água, extrato e xarope de açúcar, em proporções para que o licor tivesse 30% (m.v-1) de açúcares adicionados e 18 °GL, e foram realizadas análises físico-químicas no licor recém-preparado e após 60 dias de armazenamento. A análise dos compostos voláteis foi realizada no extrato hidroalcoólico após 21 dias do tratamento 2 (400 g.L-1), tendo a extração desses compostos ocorrido por meio do SPME e injetado no GC/MS. Foi observado que a cinética de extração variou para cada concentração e com o tipo de composto extraído. O tratamento 2 foi o que possuiu melhores características comparado aos demais, pois nessa concentração foi percebida a estabilização da coordenada de cor b* e não foi observado aglomeração de banana. O tempo de estabilização foi de 11 dias e a coordenada de cor b* foi o parâmetro utilizado para determinar o final da extração. Houve variações nos valores das análises físico-químicas entre o tempo 0 e após 60 dias, que podem ter ocorrido devido a reações no processo de maturação. Não foram detectados compostos voláteis de interesse, necessitando de adaptação da metodologia utilizada para avaliação de aroma de extrato hidroalcoólico de banana.

Influência das condições de cultivo na composição da semente e do óleo de gergelim

Neste trabalho foram avaliadas sementes de 14 genótipos de gergelim, oriundos de ensaios realizados em delineamento ao acaso, com cinco repetições, cultivados em Patos, na Paraíba, e em Barbalha, no Ceará, em ambientes de sequeiro e irrigado, respectivamente. As sementes foram avaliadas quanto à composição centesimal e quanto ao teor de aminoácidos. No óleo, foram determinados o perfil em ácidos graxos e esteróis, além de características do padrão de identidade e qualidade. Foram observadas diferenças significativas (p<0,05) entre os locais para o teor de óleo e de proteína, sendo o teor de óleo superior para Barbalha, onde o cultivo foi irrigado. Houve diferença significativa (p<0,05) entre as médias de Patos e de Barbalha para os ácidos graxos, sendo que os teores de ácidos esteárico (C18:0) e oleico (C18:1) foram maiores para Patos, enquanto o de ácido linoleico (C18:2) foi maior para Barbalha. Quanto aos teores de esteróis, campesterol, estigmasterol e delta 5 avenasterol, foram maiores para o óleo das amostras de Barbalha, enquanto o de sitosterol foi maior para amostras de Patos (p<0,05). Algumas diferenças foram observadas quanto a ácidos graxos, esteróis, densidade, índice de refração e padrão de identidade, para o óleo de gergelim, do Codex Alimentarius (2001), reforçando a necessidade de construir-se uma base de dados nacional, que possa subsidiar futuras alterações neste padrão.

Diafanização de esfregaços de fezes

Nas mesmas condições de turbidez (transmitância = 50%), as médias das quantidades de fezes por unidade de área de esfregaço sofrem acréscimos quando, ao invés de água, usam-se diluentes de índices de refração mais elevados. Calculados como fatores, esses acréscimos foram, em média, 3,17 para a solução de sacarose a 54% (n = 1,438), 1,95 para a solução de glicerina a 50% (n = 1,411) e 1,50 para a solução de sacarose a 30% (n = 1,385). A absorciometria fatoelétrica mostrou-se adequada à avaliação do rendimento do processo de diafanização de esfregaços de fezes.

Avaliação do desempenho de fibras óticas de plástico

A fibra ótica de plástico (POF) tem despertado um grande interesse nas comunicações de banda larga em curtas distâncias, devido à sua simplicidade de instalação, grande flexibilidade e custo reduzido. Por estas razões consiste numa boa alternativa ao cabo coaxial, de par entrelaçado ou mesmo à fibra ótica de sílica (GOF) multimodo. As POFs trabalham na região do visível do espectro eletromagnético ao contrário das GOFs que operam no infravermelho. O valor do índice de refração do núcleo de uma POF depende do tipo de material constituinte, em que o mais comum é o polimetilmetacrilato (PMMA) e o polímero de flúor (PF). O perfil do índice de refração do núcleo pode ser índice em degrau (SI) ou índice gradual (GI). Por serem constituídas por materiais poliméricos, a atenuação e dispersão do sinal é muito maior do que nas GOFs, levando a que só possam ser utilizadas em ligações de distâncias inferiores a 1 km. De forma a fazer a análise do desempenho de sistemas de comunicação ótica com POF, foi utilizado o software de simulação VPIphotonics™ com o qual se fez a parametrização dos componentes, nomeadamente a fonte ótica, a fibra e o fotodetetor. A qualidade do sinal foi analisada através de figuras de mérito como o BER, o diagrama de olho, o diagrama da constelação QAM e o EVM. Dos resultados obtidos concluiu-se que a POF Lucina™ é a que apresenta o melhor desempenho para transmissão de dados com elevados débitos binários (até 40 Gbps), devido a ser constituída por PF e ter um perfil do índice de refração do núcleo do tipo GI. Como tal, esta POF foi escolhida para se implementar na simulação de uma arquitetura DVB-c FTTH, juntamente com uma GOF monomodo, onde os sinais QAM transmitidos a partir da central do operador foram recebidos com sucesso na casa do cliente.

Caracterização do óleo das sementes de Pachira aquatica Aublet para aproveitamento alimentar

Os frutos de Pachira aquatica Aublet apresentam sementes comestíveis com características organolépticas muito apreciadas pelas populações amazônicas, sendo pouco utilizados em outras regiões. Este trabalho teve como objetivo caracterizar as sementes quanto à composição centesimal e determinar as características físico-químicas e perfil de ácidos graxos. A determinação da composição centesimal das sementes (teores de umidade, lipídios, proteínas, cinzas e carboidratos) e análises do óleo extraído das mesmas (ácidos graxos livres, índices de peróxido, iodo, refração, saponificação, ponto de fusão e perfil de ácidos graxos) foram realizadas seguindo metodologia oficial. O teor de óleo nas sementes 38,39% demonstrou que estas têm potencial para aproveitamento industrial. Das características físico-químicas analisadas, o óleo extraído das sementes apresentou 39,2% de ácidos graxos livres (expresso em % ácido oleico), índice de iodo de 27,4 g I2.100 g-1, índice de saponificação de 208,0 mg.KOH g-1, índice de refração (40 °C) de 1,4569 e ponto de fusão de 41,9 °C. Quanto à composição de ácidos graxos do óleo predominaram os ácidos palmítico (44,93%), oleico (39,27%) e linoleico (11,35%). Tal fato favorece o uso deste óleo como matéria-prima para as indústrias alimentícia, farmacêutica e de cosméticos.

Lentes de contacto e líquidos de manutenção: alterações na humectabilidade

Dissertação de mestrado em Optometria Avançada

Implementação e validação de um método analítico para a determinação de sucralose (E955) em refrigerantes e cervejas por HPLC-ELSD

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caraterização e Análise Química

Avaliação da performance clínica de lentes de contacto descartáveis diárias: um estudo piloto

Dissertação de mestrado em Optometria Avançada

Um novo meio para montagem de pequenos insetos em lâmina

Apresenta-se a fórmula de um novo meio para montagem de insetos em lâminas tendo como base colofônia e goma copal dissolvidas numa mistura de álcool, cânfora, essência de terebintina e eucaliptol. Descreve-se também modificação desse dissolvente pela adição de ácido acético glacial para fixação preliminar. O novo meio é destinado a preparações permanente e o seu custo é relativamente baixo. As suas características e vantagens são as seguintes: Tem reação ácida. Não favorece o crescimento de cogumelos, por não ser aquoso. Seca lentamente permitindo que dissecções possam ser feitas. Clarifica espécimes não prèviamente tratados com potassa entre 24 a 48 horas possibilitando assim estudo neste período. Não retrai e seu índice de refração é 1.467 a 26ºC. O material pode ser desmontado sem aquecimento. E finalmente não interfere com a coloração quando os corante empregados são de reação ácida, e pode ser usada em preparações histológicas.

Determinação de parâmetros de validação de métodos cromatográficos para análise de 5-hidroximetilfurfural e açúcares em amostras de processo de produção de polímero biodegradável

A eficiência de métodos para análise de 5-hidroximetilfurfural por cromatografia líquida de alta eficiência com detecção na região do ultravioleta e determinação de sacarose, glicose e frutose por cromatografia líquida com detecção por índice de refração foi avaliada. Após otimização das condições analíticas, os principais parâmetros de validação (linearidade, limite de quantificação, limite de detecção, recuperação, sensibilidade e precisão) foram determinados e demonstraram que os procedimentos analíticos podem ser aplicados para o controle do processo de produção de poli(3-hidroxibutirato).