IPEN: Recent submissions

  • IPEN-DOC 29386

    BELINELI BARBOSA, I.A. ; MARCUZZO, J.S.; FARIA, R.N. . Influence of aqueous and glycerol-based electrolytes on the performance of activated carbon fiber-felt electrodes for supercapacitors. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Due to the rising demand for energy consumption and the development of new energy sources, energy storage devices are needed for balancing energy supply and demand. Among the different types of energy storage systems, electrochemical supercapacitors have received great attention owing to their advantages of long cycle life, high power density, fast charge-discharge rates, and safe operation. This work addresses these storage devices and has been divided into two parts, namely: (1) Production and characterization of activated carbon fiber-felt electrodes from textile PAN fiber and (2) Electrochemical characterization of electrodes in aqueous and glycerol-based KOH electrolytes. In the former, the manufacturing method of activated carbon fiber-felt electrodes has been provided. Pre-oxidized textile PAN-fiber felt underwent four main processes: (a) Drying at 125°C, (b) Overoxidation at 250°C, (c) Carbonization under an inert atmosphere at 900°C, and (d) Physical activation under an oxidizing atmosphere at 1000°C. Surface morphology, porosity measurement, and other physical and chemical properties of the electrodes have also been investigated. Results showed activated carbon fiber-felt electrodes with high BET surface area (>1500 m^2/g) containing mostly micropores (modal distribution at 1.2nm). In the latter, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), cyclic voltammetry (CV), and galvanostatic chargedischarge (GCD) techniques were conducted to evaluate the electrochemical characteristics and performance of electrodes. Experiments were carried out in a symmetric two-electrode configuration cell (Swagelok-type) in aqueous and glycerol-based KOH electrolytes. Results showed that the glycerol-based KOH electrolyte enhanced the specific capacitance (>120 F/g) and widened the potential window (2.1 V) of the electrochemical supercapacitors (EDLC). The advantages and disadvantages of aqueous and glycerol-based electrolytes will be discussed.

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  • IPEN-DOC 29385

    BENTO, R.T. ; CORREA, O.V. ; PILLIS, M.F. . Influência da concentração de carbono na morfologia e propriedades fotocatalíticas dos filmes de TiO2/C obtidos via sol-gel. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: A disponibilidade de água potável e a poluição das reservas de água devido a compostos orgânicos descartados de maneira inadequada continua a ser um grave problema ambiental e público. O processo de fotocatálise heterogênea é uma tecnologia verde promissora para a remoção de muitos poluentes da água e do ar. Dentre os materiais semicondutores mais empregados em processos fotocatalíticos, o dióxido de titânio (TiO2) tem sido amplamente investigado como um fotocatalisador promissor na remoção e tratamento de contaminantes orgânicos da água e do ar. No entanto, a atividade fotocatalítica do TiO2 é limitada à radiação ultravioleta, em virtude da elevada energia de band gap necessária para ativar o semicondutor. Dessa forma, sua modificação estrutural e morfológica apresenta-se como um método favorável para aumentar a sua eficiência e permitir o seu emprego sob a luz visível. Pesquisas têm mostrado que catalisadores híbridos de TiO2/C são amplamente estudados devido a sua elevada eficiência fotocatalítica sob luz visível na remoção de corantes e degradação de outros poluentes da água. A presente pesquisa destinou-se a síntese e caracterização de filmes compósitos heteroestruturados de TiO2/C, de modo a obter um material fotocatalisador ativo sob luz visível para degradação de compostos orgânicos. Os filmes foram obtidos pelo método sol-gel utilizando isopropóxido de titânio como fonte de TiO2, e grafite exfoliada como fonte de C, adicionado ao sol nas concentrações de 1, 2,5, 5, 7,5 e 10% (m/v). Após a deposição via spray coating, os filmes foram tratados termicamente a diferentes temperaturas a fim de verificar sua influência no comportamento fotocatalítico dos filmes híbridos. A eficiência fotocatalítica dos filmes foi avaliada na remoção do corante alaranjado de metila da água, sob luz visível. Os resultados obtidos sugerem a formação de heterojunções TiO2/C, que promoveram evidentes modificações morfológicas e estruturais nos filmes, além de provocar um deslocamento da borda de absorção dos filmes para a região visível do espectro eletromagnético. Tal efeito, consequentemente, contribuiu para a elevada melhora na atividade fotocatalítica dos filmes nanocompósitos sob luz visível. A concentração de C e a temperatura de tratamento térmico têm importante efeito nas propriedades de superfície (rugosidade e molhabilidade), bem como na eficiência dos filmes, com destaque para o filme contendo 10% de C, tratado a 450°C, com uma eficiência de 79,5%.

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  • IPEN-DOC 29384

    BELINELI BARBOSA, I.A. ; BERNARDI, H.H.; BLANCO, G.C.; SALES, R.C.; BALDAN, M.R.; MARCUZZO, J.S.. Influência da tração nas características da fibra de carbono, de uso geral, produzida a partir de PAN têxtil. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: O Brasil é signatário do MTCR (Missile Treated Control Regime), desta forma possui limitação de compra de polímeros classificados como SAF (Special Acrilic Fiber) os quais podem ser utilizados para a produção de fibra de carbono de alta responsabilidade mecânica, consequentemente, adequados para serem empregados em pesquisas nucleares e produção de armamento. Desta maneira, o Brasil não possui um parque industrial capaz de produzir fibras de carbono de alto módulo, embora tenha capacidade técnica para tal. Tecnicamente, as fibras de carbono podem ser produzidas a partir de qualquer precursor que possua alta fração de carbono fixo e alinhamento de cadeias poliméricas. Entre os mais utilizados estão o Rayon, PAN e o piche mesofásico. Apesar da limitação de material precursor, é possível a produção de fibras de carbono de baixo módulo (classificada como uso geral) utilizando-se fibra PAN de origem têxtil. Neste trabalho é explorado a variação das características físicas e químicas das fibras de carbono produzidas a partir de fibra PAN têxtil por fiação úmida. Inicialmente, um cabo contendo 300 mil filamentos de PAN 5.0 dtex é oxidado em um setup laboratorial até atingir característica termofixo. Após esta conversão, o cabo é separado em cabos menores, pesando 28 g e medindo 60 cm, que são colocados em um forno tubular. Por meio de hastes, a amostra encontra-se engastada em uma extremidade e na outra o controle de tração é feito por molas (a mola fica fora do forno). Um sistema com flanges especiais, que permite a passagem das hastes e o controle atmosférico, fecha as extremidades da retorta. As trações foram divididas em 5 forças, variando de 0N a 40N. A carbonização ocorreu em uma taxa de aquecimento de 30°C/min com patamar de 10 min a 1000°C. Foi utilizado gás Argônio para promover uma atmosfera inerte durante o processo de carbonização. As amostras foram caracterizadas, quanto a estrutura, utilizando-se as técnicas de espectroscopia Raman e difração de raios X. A análise dos grupos químicos presentes na superfície da fibra foi realizada pelo uso da técnica de XPS. A textura por meio de isotermas de CO2 e FEG-MEV. Para o ensaio mecânico, utilizou-se um equipamento de ensaio de monofilamento destinado a indústria têxtil (fafergraph) seguindo a norma ISO 11566:1996E. Como principal resultado, tem-se a produção de uma fibra de carbono que possui módulo de elasticidade de 1GPa e contendo grupos oxigenados em sua superfície que são compatíveis com resinas epoxidicas. A variação da tração influencia na característica mecânica final e nos grupos químicos encontrados na superfície da fibra.

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  • IPEN-DOC 29383

    RODRIGUES, M.A. ; MARTINS, V.C.; LUGAO, A.B. ; PLEPIS, A.d.. Chitosan calcium phosphate: an attempt to induce chitosan scaffolds mineralization. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Osseous reconstruction is a problem of interest for tissue engineering. One approach applied on this issue is the development of biomaterials used to induce osseointegration during osseous repair process, comprising materials from calcium phosphate bone cements to many different phosphorous-containing polymers. The incorporation of phosphorous-containing groups into natural or synthetic polymers as a way to induce the inorganic crystal nucleation and growth and to control its microstructure is an attempt to mimic the function of the organic phase of osseous tissues and promote bone tissue formation. In this study we analyze the effect of chitosan-calcium phosphate (CCP) salt on the mineralization of scaffolds of chitosan (CH). CH was extracted from squid pens and solubilized at 1% in H3PO4 9.4 mol L-1 and stirred for 1h (60ºC) to produce CCP. Then CCP was precipitated with CaCO3 until neutrality, washed with ethanol and dried at 50°C. The product was a yellowish solid soluble in water. A 1% CH solution was prepared by dissolution in 1% acetic acid. Chitosan/chitosan-calcium phosphate (CHCCP) gels were prepared by mixing 2.0 g of 1% CH solution to 0, 5 and 10 mg of CCP under stirring for 3 h, resulting respectively in CHCCP0, CHCCP5 and CHCCP10. Scaffolds were prepared by freeze-drying and the mineralization process was carried out by alternating soaking in 0.2 mol L-1 CaCl2 solution buffered with 0.05 mol L-1 Tris (pH 7.4) and 0.12 mol L-1 Na2HPO4 solution buffered with 0.05 mol L-1 Tris (pH 9.0) at 37°C for 30 minutes each, rinsing with water between the changes and repeating these cycle six times. CH and CHCCP5 before and after mineralization were analyzed by Fourier Transform Infrared spectroscopy. Scaffolds before and after mineralization were analyzed by thermogravimetric analysis and scanning electron microscope (SEM). The CH spectrum showed typical bands for this polymer, such as the O-H stretching band in 3400 cm-1 and the amide I (C=O stretching) at 1657 cm-1, bands also found in CHCCP5 spectra. A P-OH stretching band was observed at 571 and 561 cm-1 for CHCCP before and after mineralization, respectively, indicating the inclusion of phosphate groups in CH. Thermal behavior of scaffolds was characterized by three stages of mass loss; the first one (25-200°C) is associated with release of water and is higher with CCP, the second one (200–380°C) is due to degradation of CH structure and the third stage (380–650°C) is related to the carbonization of polymer. The residue values obtained at 750°C were used to determine the inorganic material contents produced in the mineralization, which were 28.4, 30.2 and 31.4% for CHCCP0, CHCCP5 and CHCCP10, respectively. These values indicate that the presence of CCP did not substantially increase the mineralization efficiency. SEM results showed fully mineralized surfaces with spherical aggregates, which presents a morphology of needle-like, a shape commonly observed in crystalline apatites.

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  • IPEN-DOC 29382

    MOREIRA, T.M. ; ULRICH, J.C. ; SILVA, G.P. da ; CRUZ, P.d. da ; FAVERO, S.L.; GENOVA, L.A. . Produção de microesferas porosas a base de alumina para adsorção de metais pesados em coluna de leito fixo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Metais pesados estão entre os poluentes mais danosos para o meio ambiente, e em particular para o ser humano. Estão presentes em diversas atividades industriais, exigindo processos cada vez mais eficientes para a redução de sua concentração em efluentes, a níveis aceitáveis antes do descarte. A adsorção é um dos métodos mais empregados para este tratamento, por sua simplicidade, eficiência e baixo custo. Aluminas de transição estão entre os principais adsorventes empregados no tratamento de efluentes contendo metais pesados. Sua estabilidade mecânica e inércia química, unidas ao seu caráter anfotérico, sua alta área de superfície específica e porosidade justificam esta ampla aplicação. Neste trabalho foram confeccionadas, pelo método de gelificação interna, microesferas de alumina pura e dopada com diferentes teores de silício e de ferro, com características controladas, como tamanho, porosidade, superfície específica, e fase cristalina. Com estas microesferas (de tamanho médio de 0,3 mm) foram realizados ensaios de adsorção em batelada e em coluna de leito fixo, variando-se alguns parâmetros de processo, visando a otimização do tratamento do efluente aquoso contendo Zn, Ni e Mn, proveniente do processo de fosfatização tricatiônica de carrocerias empregado na indústria automotiva e de eletrodomésticos. Microesferas calcinadas a 600ºC e 700°C foram caracterizadas quanto à distribuição de tamanhos, área de superfície específica (BET), adsorção gasosa (BJH), difração de raios X (DRX) e microscopia ótica e eletrônica de varredura. Nos ensaios em batelada variou-se o tempo de contato, a temperatura e a relação em massa microesferas/efluente. Já para o tratamento do efluente em coluna de leito fixo, preenchida com as microesferas, avaliou-se o efeito da vazão do efluente. A concentração dos metais pesados foi analisada por espectrometria de emissão ótica por plasma acoplado (ICP-OES). Foram determinadas as curvas de ruptura com a variação dos parâmetros do processo, de modo a se poder otimizar a metodologia do tratamento do efluente. Apesar de interferir na superfície específica, porosidade e fases de transição presentes, a temperatura de calcinação, nas condições avaliadas, não promoveu mudanças significativas na capacidade de adsorção da alumina para os metais pesados analisados. A dopagem com silício, nas condições estudadas, também não interferiu na capacidade de adsorção da alumina. Ainda assim obteve-se mais de 80% de adsorção destes metais pesados, tanto no regime de batelada quanto no de coluna de leito fixo. Já a dopagem com Fe promoveu significativo aumento na capacidade de adsorção da alumina (acima de 90%), indicando alta eficiência destas microesferas como adsorventes destes metais pesados.

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  • IPEN-DOC 29381

    BARRAVIERA, G.C. ; GUEDES-SILVA, C.C. . Caracterização de suspensões de nitreto de silício para processamento por gelcasting de espuma. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Cerâmicas porosas de nitreto de silício obtidas por processamento coloidal são bastante promissoras em aplicações na área médica, pela sua possibilidade de combinação de propriedades mecânicas e biológicas similares às do osso. Dessa forma, esse trabalho visa estudar o comportamento de suspensões de nitreto de silício contendo CaO e SiO2 como aditivos, para a posterior obtenção de cerâmicas porosas pelo método de gelcasting de espuma. Para tanto, medidas de potencial Zeta de suspensões contendo Si3N4, CaCO3 (utilizado como precursor do CaO) e SiO2 foram realizadas, considerando diferentes valores de pH (8 e 12) e concentrações de dispersante (0,5 a 2 % em massa). Além disso, avaliou-se o comportamento das suspensões contendo lauril sulfato de sódio, utilizado como espumante para formação de porosidade. Os resultados mostraram que pH alcalino, próximo a 11, e a adição de 2% (em massa) do dispersante poliacrilato de amônio promoveram maior estabilidade e condições de dispersão.Observou-se, ainda, que a concentração micelar crítica do espumante foi de 0,2% em massa, indicando a quantidade ideal de lauril sulfato de sódio a ser utilizada.

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  • IPEN-DOC 29380

    SILVA, P.M. ; SERNA, M.M. ; GALEGO, E. ; FARIA, R.N. . Influence of dye adsorption temperature and time on the performance of dye sensitized solar cells. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: One of the most critical steps of the dye sensitized solar cells (DSSC) manufacture is the dye adsorption, which directly affects the efficiency of the device, once the dye absorbs the sun light initiating the transfer process. The immersion of the semiconductor oxide on a dye solution is one of the ways to carry out the adsorption. Several parameters can influence the efficiency of this adsorption method. The aim of this work was the study of influence of the time between the preparation of the photoanode and dye adsorption and also the temperature of the photoanode before the immersion. The ZnO nanostructures were grown on a conductive glass substrate (SnO:F) using the Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) and Chemical Bath Deposition (CBD) methods with subsequent immersion in 0,5 mM N719 ethanolic dye solution for 12 h. The dye adsorption was evaluated immediately after the preparation of the nanostructures and also after several days (7-33). For comparison, some of the prepared photoanodes were kept in oven at 90 °C. In order to evaluate the temperature effect, the nanostructures were immersed in the dye at room temperature (~23 °C) and at 80 °C. After 12 h immersion, DSSCs were prepared using these photoanodes and the photovoltaic performance was investigated by current-voltage measurement. The best result has been obtained with the cell that was prepared using the immediately prepared photoanode at 80 °C, reaching an efficiency of 0.1947 %.

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  • IPEN-DOC 29379

    FERREIRA, L.A. ; MUCCILLO, E.N. ; SERIACOPI, V.; FUJIMOTO, T.G. ; MACHADO, I.F.. Caracterização elétrica e mecânica da zircônia estabilizada com ítria contendo adições de zircônia-escandia-céria. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Materiais cerâmicos contendo aditivos têm sido intensivamente estudados visando aprimorar suas propriedades para fins de aplicação tecnológica. A zircônia estabilizada com 8% mol ítria (8YSZ), tem aplicação como eletrólito sólido em células a combustível de óxido sólido (SOFCs), devido a sua elevada condutividade iônica, estabilidade química além de boas propriedades mecânicas. Atualmente, os principais estudos em SOFCs se concentram na busca da redução da temperatura de operação do dispositivo, o que facilitaria sua aplicação em larga escala. A zirconia-escandiacéria (ScCeSZ) contendo 10% mol escandia e 1% mol céria apresenta maior condutividade iônica que a 8YSZ, mas as propriedades mecânicas são menos relevantes. Neste trabalho, a influência de adições (até 10% em peso) de ScCeSZ na condutividade iônica, dureza e módulo de elasticidade reduzido da 8YSZ foram investigadas. Foram preparadas misturas de pós de 8YSZ contendo até 10% em peso de ScCeSZ pelo método de reação em estado sólido seguida de compactação e sinterização a 1450 ºC por 4 h. As amostras sinterizadas foram caracterizadas por medidas de densidade utilizando o método hidrostático, difração de raios X para a caracterização de fases cristalinas, e observação da microestrutura em microscópio eletrônico de varredura utilizando elétrons secundários. A caracterização elétrica foi feita por espectroscopia de impedância. A caracterização mecânica foi feita por meio de medidas de dureza e também do módulo elástico reduzido por nanoindentação. Foram obtidas pastilhas com altos valores de densidade (superiores a 95% da densidade teórica), e fase característica da estrutura cúbica tipo fluorita. A condutividade iônica das cerâmicas de 8YSZ variou com o teor de ScCeSZ e apresentou valor mais elevado para cerâmicas contendo 1% em peso de ScCeSZ. O módulo elástico reduzido das cerâmicas contendo 10% em peso de ScCeSZ foi 223,9 GPa, sendo maior que aquele encontrado para a cerâmica pura, 8YSZ (205,8 GPa).

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  • IPEN-DOC 29378

    PERES, R.M.; SILVA, P.B.; CARVALHO, G.M.; COUTO, A.A. . Uso de óxido de grafeno como aditivo em brita graduada tratada com cimento (BGTC). In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Esta pesquisa aborda o aumento de resistência em brita graduada tratada com cimento (BGTC) com adição de óxido de grafeno (GO) para uso em pavimentação como camada base de pavimento semirrígido. O estudo contempla uma análise mecânica com ensaio de resistência à compressão simples e de termogravimetria aos 7 e 28 dias de cura. A composição foi baseada em projeto de pavimento feito no Estado de São Paulo, e foi adotado 0,03% de GO sobre a massa de cimento e então feita a mistura e compactação do material com e sem GO para posterior rompimento aos 7 e 28 dias de cura. A mistura para o ensaio de termogravimetria foi feita apenas com materiais finos, mas mantendo a proporção de GO e cimento. Os resultados obtidos dos corpos de prova aos 7 e 28 diascom GO superaram em 16% e 18%, respectivamente, seus correspondentes sem o aditivo. Entretanto, as amostras aos 28 dias tiveram resultados de resistência abaixo dos resultados obtidos aos 7 dias. O ensaio de termogravimetria demonstrou produção semelhante de hidratos para as amostras com e sem GO. A pesquisa demonstrou que o GO gera maior resistência à BGTC, majoritariamente por uma interação física que altera a morfologia da mistura, e não somente por uma aceleração química.

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  • IPEN-DOC 29377

    CRUZ, P.D. ; FARIA, R.N. ; LAZAR, D.R. . Battery eletrolyte based on lithium perclorate for electrochemical supercapacitors. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Propylene carbonate (PC) has been successfully employed in rechargeable batteries for quite a long time. Lithium perchlorate (LiClO4) was dissolved in propylene carbonate (C4H6O3) to form the liquid electrolyte for high energy battery systems. Due the high conductivity, common electrolytes for carbon-based electrochemical supercapacitors are the tetraethylammonium tetrafluoroborate salt (NEt4BF4) dissolved in propylene carbonate or acetonitrile (ACN). These organic solvents have a drawback of requiring a glove box for handling due to moisture susceptibility and also for their intrinsic toxicity. A glove box, which can be routinely operated at oxygen levels below 30 ppm, has a considerable capital, operational and maintenance cost. Organic electrolytes also evaporate easily and commercial supercapacitors are limited to operation close to room temperature (<70oC). In this study propylene carbonate has been replaced for propylene glycol (PG) which is practically non-toxic. Propylene glycol (C3H8O2) can be released into the environment via industrial releases or by disposal of consumer products. It is readily soluble in water and has a low sorption partition coefficient, having the ability to move through soil and to leach into ground water. Low vapor pressure (0.1 mmHg at 25°C) and high water solubility produces minimal volatilization to the atmosphere. Its low octanol/water partition coefficient indicates that bioconcentration should not happen. Propylene glycol is readily degraded in surface water and soil by chemical oxidation (or photochemical) and microbial digestion, with a short half-life (1–5 days) in aerobic or anaerobic conditions. Electrochemical supercapacitors have been produced with activated carbon commercial electrodes with electrolytes based on propylene glycol using lithium perchlorate in various molar ratios. These experimental devices have been tested by cyclic voltammetry under window potential from 1 V to 2.7 V and current from 10 mA to 150 mA at scanning rates of 1 mVs-1 and 10 mVs-1. Galvanostatic cycling was carried out using several current densities from 1.1 V to 2.7 V. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used with a 1 mHz to 100 KHz interval and an applied bias potential varying from 0 V to 10 V. Voltammetry curves at room temperature resulted in a specific capacitance 143 Fg-1 for the propylene glycol with lithium perchlorate electrolyte in a molar proportion of 2 to 1.

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  • IPEN-DOC 29376

    GALDINO, G.S. ; RODRIGUES, W.C. ; CRUZ, P.D. ; CASINI, J.S.; SAKATA, S.K. ; FARIA, R.N. . Characteristics of electric double layer capacitors produced with electrolytes based on deep eutectic solvents. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: The storage capacity of electric double layer capacitors or supercapacitors with electrolytes based on deep eutectic solvents (DES) has been investigated in this study. DES composed of L-lactic acid with nicotinamide, L-alanine, ammonium acetate, sodium acetate and choline chloride have all been prepared at a molar ratio of 7:1. Furthermore, urea with choline chloride at a molar ratio of 2:1 has also been used as electrolyte for the electrochemical supercapacitors. The DES supercapacitors were prepared using commercial activated carbon electrodes after removing the volatile organic electrolyte with back-pumping vacuum. The electric characteristics of these supercapacitors with DES electrolytes were determined by cyclic voltammetry at room temperature and above up to 80°C. The cyclic voltammetry scan rates were varied from 2 to 25 mVs-1. The lowest scan rate led to a high specific capacitance of 150±8 Fg-1 for urea with choline chloride at a molar ratio of 2:1 and using a maximum applied potential of 1.7 V. For higher molar ratio (7:1) of Llactic acid with the others hydrogen bond acceptors (HBA) it was necessary to increase the temperature above room temperature to improve the specific capacitance. The best results have been obtained with two solids (urea and choline chloride) as starting compounds for preparing the DES. Equivalent series resistances (ESR) have also been determined in this work employing galvanostatic cycling tests with current densities between 2 and 20 mAg-1.

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  • IPEN-DOC 29375

    STRYHALSKI, J.; GRIGOROV, K.G.; FONTANA, L.C.; COUTO, A.A. ; FLORENCIO, O.; MASSI, M.; GOMES, R.. Niobium-doped titanium-dioxide thin films deposited by HiPIMS for optical and electrical applications. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Titanium dioxide (TiO2) films have been the subject of extensive studies for various applications in last few decades. Many studies focus on the use of dopants, such as niobium (Nb) to modify their electronic structure, producing optical, electrical, catalytic, and photocatalytic modifications in the films. This paper presents results of titanium dioxide films doped with niobium. The films were deposited through a high-power impulse magnetron sputtering (HiPIMS) system using titanium target 2 inches in diameter. The Ti target disc was provided with Nb inserts attached to holes distributed in the erosion zone. Films containing different Nb/Ti ratios were obtained by varying the plasma power from 50 W to 150 W. The samples were characterized through optical transmittance and reflectance spectroscopies, Hall resistivity, X-ray diffraction (XRD), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The XRD results show that the Nb doped TiO2 films were free of niobium oxides, which indicates that Nb atoms were incorporated into the TiO2 crystal lattice. The XPS analysis suggested that the electronic structure of Ti4+ states was altered due to the presence of pentavalent Nb replacing the tetravalent Ti. Electrical resistivity measurements indicated reduction in resistivity by several orders of magnitude due to same reason: the extra electrons of the niobium atoms were ejected in the conduction band, changing the electronic distribution in the crystalline lattice and consequently reducing its resistivity. The transmittance and reflectance measurements were similar to those of uncoated glass. Optical transmittance and reflectance measurements associated to Tauc model, allowed to obtain the band gap width that was shifted to the red region, indicating that these compounds can be successfully used as transparent conducting oxide (TCO) films.

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  • IPEN-DOC 29374

    SILVA, G.P. da ; GENOVA, L.A. ; CRUZ, P.d. da ; OLIVEIRA, G.L. . Produção e caracterização de microesferas de óxidos mistos (de Zircônio e Titânio) por gelificação interna. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Os óxidos mistos de zircônio e titânio têm ampla variedade de aplicações como transdutores, dielétricos de micro-ondas, dispositivos de comunicação, manufatura de pigmentos de altas temperaturas, e como suporte ou catalisador para diversas reações como a desidrociclização de parafinas a aromáticos, hidrogenação de ácidos carboxílicos a álcoois e oxidação fotocalítica de acetona. Normalmente, o material é sintetizado em altas temperaturas (acima de 1400°C), pela mistura de óxidos de zircônio e de titânio. Entretanto uma rota alternativa e promissora é a obtenção desse óxido misto por sol-gel, com significativa redução da temperatura (entre 450°C a 1000°C). Neste trabalho, têm-se como objetivo a obtenção, por gelificação interna, de microesferas deste óxido misto, com diferentes razões entre Zr e Ti, partindo-se do Oxicloreto de Zircônio e do tetracloreto de Titânio. O objetivo é a aplicação destas microesferas como adsorventes em colunas de eluição dos geradores 68Ge/68Ga. As composições (em massa) das microesferas obtidas, em relação aos íons metálicos foram 85Ti/15Zr, 70Ti/30Zr e 85Zr/15Ti, 70Zr/30Ti, além das microesferas dos óxidos puros. As microesferas obtidas foram calcinadas a 600°C e caracterizadas quanto às fase presentes (por difração de raios X), morfologia e distribuição de tamanhos (por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura), superfície específica (BET) e adsorção gasosa (BJH). O tamanho das microesferas variou entre 200 e 400 micrômetros, sendo que microesferas maiores e com mais alto teor de Zircônio apresentaram algumas trincas após a calcinação. Por este método foi possível observar a formação da fase Titanato de Zircônio com o tratamento térmico de 600°C, para a mistura com maior teor de Zircônio.

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  • IPEN-DOC 29373

    CURCIO, A.P. ; GENEZINI, F.A. ; MENGATTI, J. ; TATAVITTO, L. ; GENOVA, L.A. . Produção de microesferas vítreas incorporadas com o radioisótopo 166Ho para o tratamento do carcinoma hepatocelular via radioembolização. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Câncer de fígado é um dos mais agressivos tipos de tumores que acometem a população, apresentando altas taxas de mortalidade. Dentre os diversos métodos de tratamento têm a radioembolização, uma terapia durante a qual, por meio de um micro-catéter introduzido na artéria hepática, milhões de microesferas radioativas são alojadas no interior e na periferia do tumor, induzindo a morte das células cancerígenas ao seu redor por radiação beta de alta energia e também por embolização, com a obstrução da passagem do sangue que irrigaria estas células. Microesferas de vidro aluminossilicato e hólmio, foram produzidas via processo sol-gel, a partir da emulsificação de solução contendo cloreto de hólmio, cloreto de alumínio, e TEOS (Tetraetilortossilicato) em óleo de silicone, variando-se a velocidade de agitação, a temperatura e tempo de reação, e a temperatura de calcinação. As microesferas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura, difração de raios X, fluorescência de raios de X, análise térmica diferencial (DTA) e durabilidade química em fluido corpóreo simulado. Após as caracterizações preliminares as microesferas foram irradiadas no reator de pesquisas IEA-R1 do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), sob diferentes condições de fluxo de nêutrons térmicos e tempo de irradiação. As amostras irradiadas foram analisadas por espectroscopia gama para se identificar os radionuclídeos ativados, em particular o 166Ho. Após o período de decaimento do 166Ho e outros radionuclídeos (traço) avaliou-se possíveis danos estruturais no material, devido à irradiação. Obteve-se microesferas vítreas, com faixa de diâmetros adequados para a radioembolização (entre 20 e 60 μm), contendo até 21,1% em massa do óxido de Ho. As condições de irradiação empregadas permitiram a obtenção do radionuclídeo Ho-166 na composição das microesferas.

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  • IPEN-DOC 29372

    PAULA, P.P. ; MUCCILLO, E.N. . Preparação e caracterização de compósitos de galato de lantânio contendo com estrôncio e magnésio/galato de estrôncio. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: As células a combustível de óxido sólido contêm basicamente diversos materiais cerâmicos, como principais componentes: eletrólito sólido e eletrodos. É o eletrólito sólido que determina a potência gerada na célula e, portanto, sua temperatura de operação, Eletrólitos sólidos compósitos à base de galato de lantânio contendo estrôncio e magnésio (LSGM) estão sendo estudados por apresentarem condutividade abaixo de ~550ºC e serem quimicamente estável. Este trabalho tem como objetivo verificar o efeito do galato de estrôncio (SG) nas propriedades do LSGM. O compósito LSGM-SG foi preparado pelo método de reação em estado sólido com 0,5; 0,75; 1; 1,5 e 2% mol de SG. O LSGM-SG foi conformado por compactação uniaxial e sinterizado em diferentes temperaturas e tempos de patamar. Os compactos sinterizados foram caracterizados por densidade aparente e difração de raios X para identificação de fases cristalinas. A densidade relativa obtida foi superior a 93% da densidade teórica para amostras sinterizadas a 1400ºC/4h. O aumento do teor SG promoveu uma diminuição da densidade relativa. O teor relativo das fases secundárias mostrou se dependente do teor de SG. A microestrutura é bastante heterogênea, típica de materiais de LSGM.

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  • IPEN-DOC 29371

    PERES, R.M.; COUTO, A.A. ; MUNHOZ JUNIOR, A.H.; FONSECA, A.L.. Reciclagem de vidro em massa de cerâmica branca. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: O presente trabalho teve como objetivo ressaltar a importância da reciclagem de vidro por meio do impacto socioambiental por ela gerado, apresentando uma alternativa para implementação da reciclagem do vidro em regiões em que a questão logística não permite que seja viabilizada a reciclagem desse material, uma vez que a logística é fundamental, pois dessa forma mensuramos o potencial de captação de cada ponto, determinamos a frequência da coleta e viabilizamos a sua continuidade. A partir dessa perspectiva, foi investigado a reciclagem de vidro em massa de cerâmica branca onde foi substituído o quartzo da barbotina por vidro reciclado. Os vidros utilizados foram de garrafas e foi adicionada a? massa argilosa a quantidade de 5% desse material produzido substituindo a mesma composição do quartzo. Em seguida, cada composição foi homogeneizada e conformada por compressão, resultando em 40 corpos-de-prova para cada composição. Posteriormente as amostras foram queimadas em forno industrial, a três temperaturas diferentes, 900°C, 1000°C e 1100°C. A microestrutura foi avaliada por análise granulométrica, picnometria e fluorescência de raios-x (FRX). Com as análises concluídas obtivemos que a adição do vidro a? massa cerâmica, com relação às propriedades tecnológicas depois da queima, contribuiu para a redução da resistência mecânica, dos valores de absorção de água e retração linear conforme aumentamos a temperatura de queima. Desse modo, esse estudo possibilitou desenvolver uma reflexão comparativa sobre a possível aplicabilidade no cenário brasileiro.

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  • IPEN-DOC 29370

    YAMAGATA, C. ; RODAS, A.C.; ERETIDES, G.T. ; MELLO CASTANHO, S.R. ; RODRIGUES, V.G. . Obtenção da fase tetragonal na cerâmica do sistema SiO2-ZrO2 para aplicação biomédica. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: O vasto campo de aplicação das cerâmicas à base de zircônia se deve à estabilização em temperatura ambiente, da estrutura tetragonal e cúbica, por adição controlada de óxidos dopantes como ítria, magnésia, cálcia, céria e algumas terras raras. Dentre os biomateriais cerâmicos, a zircônia tetragonal policristalina estabilizada com ítria (Y-TZP) se destaca por suas propriedades químicas e mecânicas. Importantes aplicações da Y-TZP estão em materiais ortopédicos, tais como, em cabeças femorais, em próteses de quadril, de joelho e de ombro. Na odontologia, a Y-TZP é também largamente empregada como material de infra-estrutura de coroas e próteses parciais fixas. Os biomateriais cerâmicos podem ser classificados de acordo com a sua interação com o tecido hospedeiro como bioinertes, bioativas e bioreabsorvíveis. A Y-TZP, amplamente aplicada como biomaterial, é inerte. Isto significa que quando implantada, além de manter suas propriedades químicas e mecânicas, é bem tolerada pelo organismo e não provoca resposta dos tecidos. As cerâmicas bioativas interagem com o tecido circundante estimulando o sistema tissular a reconhecer o material implantado como se este fosse natural e assim auxilia a cura. Como exemplos de cerâmicas bioativas, destacam-se a hidroxiapatita, os biovidros e as vitrocerâmicas. Recentemente, estuda-se a estabilização da fase tetragonal da zircônia por adição de sílica. Isto porque a presença de sílica na zircônia poderia auxiliar na osteointegração quando implantada, conferindo ao material a propriedade bioativa. Neste trabalho, sintetizou-se a zircônia estabilizada com adição de sílica, com a composição molar SiO2: ZrO2 de 60: 40. Utilizou-se soluções de Na2SiO3 e ZrOCl2, como matérias primas de Si e Zr, respectivamente. Estas soluções são provenientes da fusão alcalina da zirconita, processo já estudado e padronizado no IPEN. Inicialmente, gel de sílica foi obtido por catálise ácida por adição de HCl na solução de Na2SiO3. Suspensão homogênea deste gel juntamente com solução de ZrOCl2 foi alcançada por agitação mecânica e ultrassom. Solução de NH4OH foi acrescida à suspensão, sob agitação mecânica, para precipitar os óxidos distribuídos no gel. O produto resultante foi filtrado, lavado com água, seco a 80 °C e calcinado a 900ºC por 3h, obtendo-se o pó cerâmico que, por compactação e sinterização a 1500ºC por 2h, resultou no corpo cerâmico. Os produtos obtidos foram caracterizados por técnicas de análise térmica diferencial (ATD), FTIR, MEV e DRX. Resultados de DRX confirmaram a presença da fase tetragonal da zircônia na cerâmica e teste in vitro com células de ovário de hamster chinês (CHO) mostrou que o material não é citotóxico.

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  • IPEN-DOC 29369

    SANTOS, G.A.; TERAM, R.; NASCIMENTO, M.S.; PIMENIDIS, J.A.; FRANCO, A.T.; ZURLO, M.N.; SANTOS, V.T.; SILVA, M.R.; COUTO, A.A. . Efeito das variáveis térmicas de solidificação e dos elementos de liga na microestrutura e nos comportamentos mecânico e elétrico de ligas de alumínio. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 24., 6-10 de novembro, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: O conhecimento sobre os comportamentos mecânico e elétrico de ligas de alumínio é imprescindível para a seleção adequada do material para aplicações específicas de engenharia. As ligas alumínio-zinco e alumínio-cobre fazem parte das ligas de alumínio de elevada resistência mecânica. Neste trabalho, além do cobre e zinco como elementos de liga para o alumínio, foram considerados elementos como o silício e o lítio, com destaque para este último que requer maior cuidado durante o processo de solidificação em função da sua volatilidade. O objetivo deste trabalho é analisar a influência das variáveis térmicas de solidificação e de elementos de liga na microestrutura, nas propriedades mecânicas e no comportamento elétrico de ligas de alumínio. As ligas estudadas foram Al-6%Zn, Al-3%Cu-1%Li, Al-10%Si-2%Cu e Al-10%Si-5%Cu, com percentuais em massa. Elas foram solidificadas em um dispositivo de resfriamento unidirecional ascendente. O calor foi extraído direcionalmente através de refrigeração à água em uma base de aço ABNT 1020. As microestruturas foram analisadas através de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. As variáveis térmicas de solidificação velocidade de deslocamento da isoterma liquidus (VL) e taxa de resfriamento (TR) foram avaliadas em função da distância da superfície de extração de calor. A resistência mecânica obtida por ensaio de tração e a dureza foram medidas nas posições dos termopares do lingote. De forma específica, utilizou-se um difusor de argônio na lingoteira para minimizar a perda de lítio na liga Al-Cu-Li durante a solidificação. Como resultado observou-se que maiores taxas de resfriamento apresentam microestruturas mais refinadas com maiores valores de resistência mecânica e praticamente sem influência na dureza resultante das ligas. Por exemplo, a liga Al-6%Zn apresentou valores de limite de resistência à tração variando de 80 a 92 MPa; já a dureza ficou na média de 70 HB, o que possibilitou notar a maior influência do campo elástico nos resultados de ensaio de tração. Por meio de ensaio de condutividade elétrica, notou-se que as variáveis térmicas e a microestrutura resultante não influenciam na condutividade e resistividade elétrica das ligas estudadas. Em termos de composição química, os resultados demonstraram que a adição de elementos de liga eleva a resistência mecânica, dureza e resistividade elétrica das ligas de alumínio estudadas. Tecnologicamente, um ponto interessante é que a liga Al-3%Cu-1%Li apresentou valor de limite de resistência à tração de até 260 MPa, que é superior ao valor de 200 MPa apresentado pela mais resistente das outras três ligas estudadas: a Al-10%Si-5%Cu; porém com pequena diferença de condutividade elétrica a 20 °C, a liga com lítio apresenta valor médio de 24,5 %I.A.C.S. e a liga Al-10%Si-5%Cu, 26,8 %I.A.C.S.

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  • IPEN-DOC 29368

    BORGES, ROGER; SOUZA, ANA C.S.; GENOVA, LUIS A. ; MACHADO JUNIOR, JOEL; JUSTO, GISELLE Z.; MARCHI, JULIANA. Biocompatible glasses applied in cancer treatment: magnetic hyperthermia and brachytherapy. In: BAINO, FRANCESCO (Ed.); KARGOZAR, SAEID (Ed.). Bioactive glasses and glass-ceramics: fundamentals and applications. Hoboken, NJ, USA: Wiley-American Ceramic Society, 2022. p. 537-579, cap. 22. DOI: 10.1002/9781119724193.ch22

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  • IPEN-DOC 29367

    FIGUEIREDO, RENATA F. de . Tecnologias baseadas em luz no tratamento de pacientes com líquen escleroso vulvar em substituição aos corticóides de alta potência : uma revisão sistemática / Light-based technologies in the treatment of patients with lichen vulvar sclerosis in place of high-potency corticosteroids: a systematic review . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 41 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro.

    Abstract: O líquen escleroso vulvar (LEV) é considerado uma dermatose inflamatória crônica, que afeta a pele genital e perianal de mulheres de qualquer faixa etária. Na maioria dos casos causa intenso prurido, dor, manchas hipocrômicas, apagamento dos pequenos lábios e do clitóris, além de dispareunia e outras manifestações sintomáticas. Como ainda não há cura para a doença, o tratamento é realizado com a aplicação tópica de corticosteroides de alta potência. Entretanto, as pacientes relatam que este tratamento causa efeitos adversos como atrofia de pele, estrias permanentes e alterações no processo cicatricial. Como proposta alternativa para o tratamento do LEV, surge a utilização de tecnologias baseadas em luz, por serem menos invasivas e mostrarem bons resultados. Esta revisão sistemática tem como objetivo localizar, avaliar e sintetizar estudos primários publicados na literatura que fizeram uso das tecnologias baseadas em luz no tratamento de LEV em comparação a corticosteroides de alta potência. Foi realizada uma busca nas bases de dados Medline, Web of Science, Embase, Clinical Trials e Cochrane, usando descritores apropriados para a estratégia de busca. Para elegibilidade, os estudos deveriam apresentar número de pacientes por grupo, metodologia consistente, parâmetros das fontes de luz e grupo controle tratado com corticosteroide. A qualidade dos estudos incluídos foi avaliada pela ferramenta de risco de viés (RoB 2) disponibilizado pela Cochrane. Com isso, três artigos compuseram esta revisão sistemática. Embora os três artigos tenham usado diferentes tecnologias baseadas em luz, os resultados obtidos foram promissores, já que houve maior satisfação das pacientes com a terapia baseada em luz. Conclui-se que mais estudos clínicos são necessários para que estas tecnologias possam ser implementadas com segurança em serviços de saúde.

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  • IPEN-DOC 29366

    FERNANDEZ, LIZZ N.V. . Avaliação dos Radiofármacos [18F]FDG e [18F]FMISO para a detecção da doença de Chagas por PET / CT / Evaluation of [18F]FDG and [18F]FMISO Radiopharmaceuticals for the detection of Chagas disease by PET/CT . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 84 p. Orientador: Emerson Soares Bernardes.

    Abstract: A doença de Chagas é endêmica na América Latina e afeta aproximadamente 6 - 7 milhões de pessoas em todo o mundo. Esta doença é causada pelo protozário Trypanosoma cruzi e considerada negligenciada pela Organização Mundial da Saúde (OMS). A doença se diferencia em duas fases bem distintas: a fase aguda, que se inicia entre 4 a 10 dias após a picada do vetor e, a fase crônica. Apesar da fase crônica da doença não ter cura, a fase aguda é passível de tratamento. Entretanto, a dificuldade reside no fato dela passar despercebida. Recentemente, o uso de imagem por tomografia por emissão de pósitrons (PET) foi sugerido como uma ferramenta promissora para detetar a inflamação do miocárdio originada pela doença. Além disso, vários estudos têm demonstrado a capacidade do Trypanosoma cruzi de se adaptar ao seu microambiente (local de infeção no corpo humano), levando a um processo inflamatório com produção de ROS e NOS, associados a um ambiente hipóxico. Desta forma, os radiofármacos [18F]FDG (marcador de inflamação) e o [18F]FMISO (um marcador de hipóxia) foram utilizados neste estudo para avaliar através da imagem PET, o curso de desenvolvimento da doença de Chagas desde a fase aguda até à fase crônica da doença. Os nossos resultados mostraram que, in vitro, o T. cruzi não capta [18F]FDG, mas apresenta uma captação pronunciada do radiofármaco [18F]FMISO. As diferentes fases da doença de Chagas foram simuladas em camundongos C57BL/6 utilizando a cepa Y do T. cruzi. Através de estudos de biodistribuição e imagem PET, na fase aguda, foi possível observar uma maior captação no coração e músculo utilizando o radiofármaco [18F]FDG e, nos intestinos e músculo, utilizando o [18F]FMISO, em camundongos infectados quando comparados aos camundongos saudáveis. Com a progressão da doença (fase intermediária e crônica), verificamos uma maior captação do [18F]FDG no coração, músculo e estômago e uma maior captação do [18F]FMISO nos intestinos dos animais infectados em comparação com os animais saudáveis. Além disso, foi possível verificar que tanto o [18F]FDG quanto o [18F]FMISO apresentam uma taxa de eliminação dos tecidos mais lenta nos animais infectados (em qualquer fase da doença) quando comparado com os animais não infectados, sugerindo uma maior retenção dos tecidos. Apesar dos radiofármacos utilizados neste trabalho terem demonstrado um aumento de captação nos locais de inflamação e infeção nos animais infectados com T. cruzi em comparação com animais saudáveis, não foi possível obter uma imagem diagnóstica de alto contraste devido à captação intrínseca do [18F]FDG no coração e, da via de excreção do [18F]FMISO passar pelo intestino, limitando a utilização desses dois traçadores na PET diagnóstica da doença de Chagas. No entanto, foi possível demonstrar a importância da ferramenta PET como ferramenta diagnóstica da doença de Chagas abrindo portas para estudos com outros radiofármacos.

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  • IPEN-DOC 29365

    SILVA, ABDENEGO R. da ; CABRAL, FERNANDA V. ; FONTES, ADRIANA; RIBEIRO, MARTHA S. . Light-based antifungal strategy for the control of Candida auris. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.W4A.58

    Abstract: Candida auris is a pathogen that has been attracting worldwide focus due to its high resistance to conventional drugs. This work evaluated the photodynamic inactivation mediated by two phenothiazine dyes against the CBS 10913 strain.

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  • IPEN-DOC 29364

    FAROOQ, SAJID ; CARAMEL-JUVINO, AMANDA ; FONTES, YASMIN R. ; GARDIANO, SABRINA A. ; ZEZELL, DENISE M. . Exploring enamel demineralization from SEM images using deep learning algorithms. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.W4A.36

    Abstract: Here, we employ segmentation and convolutional neural network (CNN) to identify and quantify enamel demineralization. Our results depict that CNN model using input SEM images achieve accuracy up to 79% for enamel demineralization diagnosis.

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  • IPEN-DOC 29363

    COSTA, PRISCILA ; STIPP, WAGNER ; VICENTE, ROBERTO ; MACHADO, NOE G.P. ; RAELE, MARCUS P. . Study on the potential of laser ablation to decontaminate radioactive waste. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.W3B.2

    Abstract: Laser is a promising tool to decontaminate radioactive waste that is impregnated with radionuclides on its surface, the decontamination process has no chemical inputs, and the pollutants can be fixed in HEPA filters. The current study aimed to test a wide range of samples using 10 different materials and fluences ranging from 1 to 10 J/cm2.

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  • IPEN-DOC 29362

    JIMENEZ-VILLAR, ERNESTO ; MARTINS, WELITON S.; WETTER, NIKLAUS U. . Light diffraction in ordered photonics colloidal suspensions. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.W1D.5

    Abstract: Light diffraction measurements show order in photonic colloidal suspensions of scatterers. Strong and long-range Coulomb interaction explains the order and correlation in the scatterers’ (TiO2@Silica) position, which favors significantly the localization (interference) of light.

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  • IPEN-DOC 29361

    JIMENEZ-VILLAR, ERNESTO ; GOMES, ANDERSON A.V.; WETTER, NIKLAUS U. ; DIPOLD, JESSICA ; MESTRE, VALDECI; DOMINGUEZ, CHRISTIAN T.. Random laser in ordered colloidal suspensions. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.W1B.2

    Abstract: Random lasing is achieved in an ordered photonic colloidal (TiO2@Silica) suspension. Stronger correlation in the scatterers’ (TiO2@Silica) position, induced by stronger and longer-range Coulomb interaction improves light localization and random laser performance.

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  • IPEN-DOC 29360

    FAROOQ, SAJID ; DEL-VALLE, MATHEUS ; SANTOS, SOFIA ; BERNARDES, EMERSON S. ; ZEZELL, DENISE M. . Identifying breast cancer cell lines using high performance machine learning methods. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.Tu5A.3

    Abstract: We present a computational framework based on machine learning classifiers K-Nearest Neighbors and Neighborhood Component analysis for breast cancer (BC) subtypes prognostic. Our results has up to 97% accuracy for prognostic stratification of BC subtypes.

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  • IPEN-DOC 29359

    MACHADO, NOE G.P. ; ROSERO, WILMMER A.A. ; ROSSI, WAGNER de ; RAELE, MARCUS P. . Femtosecond production of gold nanoparticles suitable for nanobrachytherapy. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.Tu4A.53

    Abstract: The present work approaches the production of AuNPs through femtosecond laser ablation of a solid in a liquid media. Aiming at oncological applications, the stabilization of the colloidal solution was performed with non-cytotoxic material.

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  • IPEN-DOC 29358

    ZUFFI, ARMANDO V.F. ; MALDONADO, EDISON P.; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. ; SAMAD, RICARDO E. . Time-resolved femtosecond laser-plasma measurements by a Mach-Zehnder-like interferometer. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.Tu4A.49

    Abstract: This work reports measurements of the density profile of laser-generated plasmas by a home-built time-resolved Mach-Zehnder-like interferometer. This device will integrate our laboratory infrastructure for laser wakefield acceleration experiments.

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  • IPEN-DOC 29357

    PRADO, FELIPE M. ; VIEIRA, TARCIO de A. ; WETTER, NIKLAUS U. . 68% slope efficiency Nd:YLF laser with 91 W of peak power. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.Tu4A.47

    Abstract: We demonstrate two highly efficient Nd:YLiF4 lasers, achieving the highest efficiencies for Nd:YLF side-pumped at 800 nm.

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  • IPEN-DOC 29356

    BORDON, CAMILA D.S.; DIPOLD, JESSICA ; BARRETO, LUIZ M.M.; WETTER, NIKLAUS U. ; ROSSI, WAGNER de ; KASSAB, LUCIANA R.P.. Effect of silver nanoparticles on the production of double line waveguide written by fs laser on Nd3+ doped GeO2-PbO glasses. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.Tu4A.41

    Abstract: We report the production of double waveguides in Ge2O-PbO glasses doped with Nd3+ and silver nanoparticles by direct femtosecond laser writing. The beam quality measurements and refractive index change are presented.

    Palavras-Chave: lasers; pulses; germanates; waveguides; optical equipment; silver; nanoparticles

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  • IPEN-DOC 29355

    CABRAL, FERNANDA V. ; LIAN, CHENG; PERSHEYEV, SAYDULLA; SAMUEL, IFOR D.W.; RIBEIRO, MARTHA S. . Organic light-emitting diodes as wearable light sources for antiparasitic photodynamic therapy. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.Tu4A.39

    Abstract: Herein, we used a photosensitizing agent and red organic light-emitting diodes (OLEDs) against two strains of Leishmania amazonensis amastigotes, including a drug-resistant line. OLEDs are promising wearable light sources for photodynamic therapy of cutaneous leishmaniasis.

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  • IPEN-DOC 29354

    SILVA, CAMILA R. ; RIBEIRO, MARTHA S. . Bimodal treatment for triple-negative breast cancer by combining optical and gamma radiation. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.Tu4A.38

    Abstract: Triple-negative breast cancer is resistant to chemo and radiation therapy. Light-based technologies have been reported as promising allies to cancer treatment. Herein, we combined photodynamic and gamma therapies to verify their potential to treat TNBC.

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  • IPEN-DOC 29353

    DIPOLD, JESSICA ; BERECZKI, ALLAN ; PINHEIRO, GUSTAVO; VASCONCELOS, KAMILLA; FREITAS, ANDERSON Z. de ; WETTER, NIKLAUS U. . Raman Spectroscopy of irradiated and non-irradiated plastics. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.Tu4A.10

    Abstract: Understanding radiation damage to plastic is of great interest for possible construction applications. Two different plastics were gamma irradiated and their property changes were studied with micro-Raman spectroscopy, showing promising results in increasing its toughness.

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  • IPEN-DOC 29352

    MALDONADO, EDISON P.; SAMAD, RICARDO E. ; ZUFFI, ARMANDO V.F. ; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. . Simulation of a laser wakefield accelerator in downramp injection regime suitable for high repetition rates. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.Tu1C.7

    Abstract: We discuss the results of simulating a laser wakefield accelerator in the 50 MeV range suitable for repetition rates > 10 Hz using commercial lasers and compare with other approaches for this purpose.

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  • IPEN-DOC 29351

    ZUFFI, ARMANDO V.F. ; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. ; SAMAD, RICARDO E. . Observation of third-harmonic saturation in helium due to ionization depletion. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.Th1B.7

    Abstract: We report the saturation of the third harmonic generated in Helium by ultrashort laser pulses, and describe the observed plateau based on the depletion of the electrons generating the harmonics in a restricted interaction volume.

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  • IPEN-DOC 29350

    BERECZKI, ALLAN ; WETTER, NIKLAUS . Compact, high-power, single-frequency, dynamically stable cw ring laser. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.Th1B.4

    Abstract: We recently reported a single-frequency Nd:YAG ring laser with 55.6 W CW output. In this work our design equations are given in order to obtain compactness and increasing resonator free spectral range.

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  • IPEN-DOC 29349

    JIMENEZ-VILLAR, ERNESTO ; WETTER, NIKLAUS U. ; DIPOLD, JESSICA ; MARQUES, FRANCISCO C.. Localization of light: a power sensing tool. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.Th1A.7

    Abstract: Localization of light induced by correlation in the scatterers’ positions is achieved in an ordered photonic colloidal (TiO2@Silica) suspension. A strongly enhanced light-matter coupling is observed as the concentration of TiO2@Silica is increased above threshold.

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  • IPEN-DOC 29348

    GOMES, ANTONIO A. ; VIANNA JUNIOR, ARDSON dos S.; MOREIRA, GREGORI de A.; LANDULFO, EDUARDO ; SAMAD, RICARDO E. ; BERNARDES, EMERSON S. ; ROSSI, WAGNER de . Determination of parameters for micromachining of microfluidic mixers with complex geometry in glass using ultra-short laser pulse. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.M4C.2

    Abstract: Femtosecond laser micromachining was adopted to make a glass mixer with complex geometry. This special design promotes more efficient mixing in microreactor with gas-liquid flux at low flow rates, compared to conventional serpentine mixers.

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  • IPEN-DOC 29347

    ROSSI, WAGNER de ; GOMES, ANTONIO A. ; SAMAD, RICARDO E. ; MACHADO, ALISSON R.; CHELIGA, PEDRO A.B.. Ultrashort laser pulse microtexturing on cutting tools. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.M4C.1

    Abstract: Femtosecond laser pulses were used for texturing cutting tools in order to obtain better results in the traditional metal turning process. Some significant examples are presented in this work.

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  • IPEN-DOC 29346

    DEL-VALLE, MATHEUS ; SANTOS, MOISES O. dos ; BERNARDES, EMERSON S. ; ZEZELL, DENISE M. . Breast cancer subtype classification using a one-dimensional convolutional neural network in hyperspectral images. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.M4B.5

    Abstract: FTIR spectroscopy imaging in addition to deep learning is a potential tool for breast cancer subtype classification, where accuracies higher than 86% can be achieved to predict among all subtypes.

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  • IPEN-DOC 29345

    FERREIRA, MARIA C.C.; MONTEIRO, GABRIELA R.; PERALTA, FELIPE; CASTRO, PEDRO A.A. ; ZEZELL, DENISE ; NOGUEIRA, MARCELO S.; CARVALHO, LUIS F.C.S.. Assessment of bound water of saliva samples by using FT-IR spectroscopy. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.M4B.1

    Abstract: The objective of the present work is to show the relationship of the high-wavenumber spectral region concern OH vibrations, which show in a way how bound water can be altered in different sample groups.

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  • IPEN-DOC 29344

    CASTRO, PEDRO A.A. de ; DIAS, DERLY A. ; VELOSO, MARCELO N. ; ZEZELL, DENISE M. . Bone as a biomarker for detecting low dose of ionizing radiation: a pilot study. In: LATIN AMERICA OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, August 7-11, 2022, Recife, PE. Proceedings... Washington, DC, USA: Optica Publishing Group, 2022. DOI: 10.1364/LAOP.2022.M2B.4

    Abstract: FTIR spectroscopy was able to discriminate bone samples receiving low-dose ionizing radiation doses (0.002 kGy, 0.004 kGy, 0.007 kGy), offering valuable insights in view of the understanding of radiation dose response in biological systems.

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  • IPEN-DOC 29343

    SILVA, D.V. ; USSUI, V. ; SOUZA, R.F.B. de ; OLIVEIRA NETO, A. ; OTUBO, L. ; FARIA JUNIOR, R.N. ; LAZAR, D.R.R. . Síntese de nanoestruturas de grafeno por esfoliação química de grafite para aplicação em eletrodos de supercapacitores / Synthesis of graphene nanostructures by chemical exfoliation of graphite for application in supercapacitor electrodes. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 65-66., 6-9 de junho, 2022, Águas de Lindóia, SP. Anais... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2022. p. 559-570.

    Abstract: O presente trabalho tem como objetivo o estudo de um processo de síntese de nanoestruturas à base de grafeno para aplicação em supercapacitores. Os materiais foram sintetizados a partir do método de esfoliação química (método de Hummers aprimorado por Marcano), seguido de redução química e térmica do óxido de grafeno gerado com ácido ascórbico, forno à vácuo e micro-ondas, respectivamente. Avaliou-se também o efeito da presença de ureia como agente dopante de nitrogênio. Estes materiais foram caracterizados por: análise termogravimétrica, fluorescência de raios X, difração de raios X e microscopia eletrônica de transmissão. Os materiais sintetizados foram utilizados como material ativo para eletrodos de supercapacitores que foram caracterizados eletricamente por voltametria cíclica. Os resultados obtidos indicaram que a metodologia de síntese adotada foi efetiva para obtenção do material desejado, propiciando estabilidade dos supercapacitores. A dopagem de nitrogênio com ureia se mostrou eficiente para aumentar a capacitância desses dispositivos.

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  • IPEN-DOC 29342

    GOMES, D.S. ; OLIVEIRA, F.B.V. . Avaliação de combustível cerâmicos compostos baseados em urânio, tório e plutônio para reatores nucleares / Evaluation of composed ceramic fuels based on uranium, thorium, and plutonium for nuclear reactor. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 65-66., 6-9 de junho, 2022, Águas de Lindóia, SP. Anais... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2022.

    Abstract: The energy generated using thorium as nuclear fuel is an attractive way to preserve the uranium reserves and reduce the radiotoxicity wastes. Today, global thorium reserves are around four times that of uranium reserves, and ThO2 is cheaper than UO2. The next generation of reactor shows fast reactor types using (U-Pu)O2. It contains combinations of ceramic fuels based on UO2, PuO2, and ThO2. Using a new version of the FRAPCON code, get the ability to predict thorium fuels. The FRAPCON fuel codes permit the addition of capacity to simulate thorium fuel and compare fuel performance with standard UO2. The proposed strategy uses ThO2 75 wt% composed of UO2 25 wt% with enrichment equal to 19.5 wt%. In comparison, the second strategy uses a balanced composition of ThO2 at 93 wt.% combined with PuO2 at 7.0 wt.%.

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  • IPEN-DOC 29341

    GOMES, D.S. ; OLIVEIRA, F.B.V. . Combustível composto avançado UO2-UN com condutividade térmica melhorada e alta densidade / Advanced composite fuel UO2–UN with enhanced thermal conductivity and high density. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 65-66., 6-9 de junho, 2022, Águas de Lindóia, SP. Anais... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2022.

    Abstract: Today, many efforts focus on ceramic fuels that can replace standard uranium dioxide (UO2). In this context, uranium nitride (UN) could replace UO2 used in light water reactors (LWRs). The UN fuel has a higher uranium density and better thermal conductivity than UO2. The drawback of UN is a lower oxidation resistance in contact with the water. Regardless, adding a compound that acts as a protective barrier against nitride oxidation, such as ZrN, U3Si2, and UO2, could reduce water oxidation. Early, UO2–UN composites were fabricated by hot pressing UO2–UN powder mixtures within 1300 °C–1590 °C. The manufacturing process adopted for the fuel pellet fabrication changed to the spark plasma sintering (SPS) method. Using SPS can avoid the exceptional resistance to producing a perfect microstructure and the high costs associated with 15N enrichment. The composite fuel suggested is UN-10% U3Si5 verified with FRAPCON code.

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  • IPEN-DOC 29340

    GOMES, D.S. ; OLIVEIRA, F.B.V. . Avaliação da liberação de gás de fissão para UO2 dopado por Cr2O3 / Assessment of fission gas release for Cr2O3-doped UO2. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 65-66., 6-9 de junho, 2022, Águas de Lindóia, SP. Anais... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2022.

    Abstract: Uranium dioxide has been the most common ceramic fuel used to generate electric power in the last sixty years. The lower addition of chromic oxide (Cr2O3) shows the benefits of large grain size. Using (Cr2O3-Al2O3)-doped UO2 comprises improved mechanical response and fission gas retention properties. The addition of Cr2O3 to UO2 slightly affected its thermal properties as proposed for pressurized water reactors and boiling water reactor designs. Advanced doped pellet technology (ADOPT) can improve fuel cycle economics and accident tolerance. Today, doped fuel pellets exhibit several favorable characteristics: large grain size, increased density, minor fission gas release (FGR), and reduced pellet cladding interactions. In simulation are used FRAPCON to simulate doped fuel and ferritic alloy as cladding. Most of the material properties of the Cr2O3-doped UO2 were identical to those of the classic UO2.

    Palavras-Chave: chromium oxides; uranium dioxide; fission; fission product release; grain size

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  • IPEN-DOC 29339

    PAULA, P.P. ; CARVALHO, L.A. ; MUCCILLO, R. ; MUCCILLO, E.N.S. . Caracterização microestrutural e elétrica do galato de lantânio dopado com estrôncio e magnésio e contendo pequenas adições de galato de estrôncio / Microstructural and electrical characterization of strontium and magnesium doped lanthanum gallate with small additions of strontium galate. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 65-66., 6-9 de junho, 2022, Águas de Lindóia, SP. Anais... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2022. p. 276-285.

    Abstract: Cerâmicas de galato de lantânio dopado com estrôncio e magnésio (LSGM) vêm sendo estudadas para aplicação na produção de energia por meio de dispositivos eletroquímicos, como células a combustível de óxido sólido. Estas cerâmicas apresentam altos valores de condutividade iônica numa ampla faixa de pressões parciais de oxigênio, e estabilidade química. Neste trabalho, foi investigado o efeito de pequenas adições de Sr3Ga2O6 (SG) na microestrutura e na condutividade iônica do LSGM, com o objetivo de obter aumento em sua condutividade iônica. Amostras de LSGM contendo até 2% mol de SG foram preparadas por reação em estado sólido a 1400 ºC por 4 h. Altos valores de densidade (superior a 96% da densidade teórica) foram obtidos para todas as composições. O aditivo SG exerce pouca influência na microestrutura, mas promove aumento da condutividade iônica do LSGM.

    Palavras-Chave: microstructure; electric conductivity; additives; doped materials; lanthanum compounds; gallium compounds

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  • IPEN-DOC 29338

    CARVALHO, L.A. ; MUCCILLO, E.N.S. . Preparação e caracterização do La1+xSr1-xGa3O7+δ por complexação de cátions / Preparation and characterization of La1+xSr1-xGa3O7+δ by cation complexation. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 65-66., 6-9 de junho, 2022, Águas de Lindóia, SP. Anais... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2022. p. 267-275.

    Abstract: Compostos à base de galato de lantânio contendo estrôncio, La1+xSr1-xGa3O7+δ (LSG), com estrutura cristalina tipo melilita apresentam comportamento elétrico distinto dependendo da estequiometria do lantânio. Para x=0 o LSG puro tem comportamento isolante, enquanto que para maiores valores de x e até 0,6 torna-se um condutor iônico, com valores de condutividade próximos ao do galato de lantânio dopado com estrôncio e magnésio. Neste trabalho, o LSG (x=0 e 0,55) foi sintetizado pelo método de complexação de cátions visando obter um material homogêneo e com boa densificação. A calcinação foi feita a 800 ºC e a sinterização entre 1400 e 1470 ºC. As técnicas de caracterização empregadas foram: termogravimetria, análise elementar, determinação da densidade aparente e observação da superfície por microscopia eletrônica de varredura. Altos valores de densidade (>92% da densidade teórica) foram obtidos para o LSG sintetizado por este método.

    Palavras-Chave: lanthanum oxides; strontium oxides; gallium oxides; chemical reactions; synthesis; thermal analysis

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  • IPEN-DOC 29337

    SILVA, P.C.M. ; CARVALHO, F.M.S.; GUEDES-SILVA, C.C. . Densificação de cerâmicas de alumina com adição de titanato de neodímio / Densification of alumina ceramics with neodymium titanate additons. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 65-66., 6-9 de junho, 2022, Águas de Lindóia, SP. Anais... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2022. p. 252-257.

    Abstract: Muitos aditivos podem ser incorporados à alumina atuando como segunda fase de reforço, com o intuito de melhorar suas propriedades mecânicas. Como óxidos piezoelétricos tendem a aumentar a tenacidade à fratura de materiais frágeis devido ao mecanismo por troca de domínio, esse trabalho visa avaliar o efeito de adições de Nd2Ti2O7 na densificação de cerâmicas de alumina. Assim, amostras de alumina contendo 2,5, 5,0, 7,5, 10,0 e 12,5% em massa de Nd2Ti2O7 foram preparadas por meio de mistura de pós, seguida de sinterização a 1500, 1550 e 1600°C, por 1 hora, ao ar. Após a sinterização, a densidade e porosidade aparentes das amostras foram determinadas pelo método de Arquimedes. Todas as composições atingiram valores superiores a 95% da densidade teórica e porosidade aparente menor que 1%. Observando que maiores teores de Nd2Ti2O7 e menores temperaturas de sinterização favoreceram a densificação da alumina.

    Palavras-Chave: sintering; density; aluminium oxides; ceramics; neodymium; titanates

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  • IPEN-DOC 29336

    BARBOSA, I.T.F.; MUNHOZ JUNIOR, A.H.; OLIVEIRA, B.E.; ROCHA, G.; BALIZA, P.C.; SILVA, L.G.A. . A incorporação de nanopartículas de pseudoboemita em nanoemulsões contendo ácido mandélico com diferentes óleos essenciais. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 65-66., 6-9 de junho, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2022. p. 572-572.

    Abstract: A pseudoboemita é uma cerâmica fina obtida pelo processo sol-gel com alto grau de pureza e elevada porosidade. Em diversos estudos, este material está sendo utilizado como um nanocarreador. Neste trabalho, as nanoemulsões obtidas contém óleo de palmarosa, lavanda, gerânio ou lemongrass com ácido mandélico e 3% em massa de pseudoboemita, e tem como objetivo contribuir para a preparação de nanoemulsões para uso em cosméticos de antienvelhecimento. Quanto aos resultados, foi possível a obtenção de diferentes formulações com pH entre 2,5-4,5 compatíveis ao pH da pele, densidade próximo da água, boa homogeneidade e uma diminuição no tamanho da partícula para as amostras com a presença de pseudoboemita. A amostra contendo óleo essencial de lemongrass e pseudoboemita foi a mais indicada para a utilização nos cosméticos.

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  • IPEN-DOC 29335

    GUEDES-SILVA, C.C. ; FERRAZ, E.P.; VELHO, J.S.R.; CARVALHO, F.M.S.; SILVA, P.C.M. ; FERREIRA, T.S. . Microestrutura e avaliação celular in vitro de cerâmicas de nitreto de silício contendo SiO2, CaO e SrO. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 65-66., 6-9 de junho, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2022. p. 339-339.

    Abstract: Nesse trabalho, cerâmicas de nitreto de silício contendo SiO2, CaO e SrO foram estudadas, visando aplicações na medicina e odontologia. Para tanto, amostras de três diferentes composições contendo 80 % em massa de Si3N4, 10 % em massa de SiO2 e 10 % em massa de CaO e/ou SrO foram preparadas pelo método da mistura de pós. Após a sinterização a 1815 oC por 1 hora em atmosfera de nitrogênio, as amostras foram analisadas quanto à densidade pelo método de Arquimedes, microestrutura por difratometria de raios X e microscopia eletrônica de varredura. A seguir, células tronco-mesenquimais derivadas da medula óssea de ratos foram cultivadas sobre as superfícies dos diferentes grupos e avaliadas quanto à capacidade de diferenciação osteoblástica. Os materiais atingiram valores de densidade acima de 95 % da densidade teórica e uma microestrutura caracterizada pela presença de grãos alongados de ?-Si3N4 dispersos em uma fase amorfa intergranular. Os testes celulares indicaram que as amostras promoveram ambiente fisiológico favorável para a diferenciação osteoblástica, sendo adequadas para uso como biomaterial.

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  • IPEN-DOC 29334

    USSUI, V. ; LAZAR, D.R.R. ; LIMA, N.B. ; ARATA, A. ; RIBEIRO, F.N.; DALPIAN, G.M.; MARCHI, J.; PASCHOAL, J.O.A.. Cerâmicas odontológicas de zirconia-ítria-titânia: evidências de comportamento plástico por avaliação experimental e modelagem estrutural. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 65-66., 6-9 de junho, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2022. p. 338-338.

    Abstract: As cerâmicas de zircônia tetragonal estabilizada com ítria (Y-TZP) têm utilizadas comercialmente há mais de vinte anos como implantes e próteses odontológicas, devido à sua elevada resistência mecânica, biocompatibilidade e excelente aspecto estético. No entanto, o processamento e o uso da Y-TZP ainda apresentam duas grandes limitações devido ao elevado valor de dureza: (a) dificuldades na etapa de usinagem e (b) desgaste do dente antagonista quando em função. Para superar essas limitações, o sistema cerâmico zircônia-ítria-titânia foi estudado na presente pesquisa visando avaliar a influência da adição de titânia no comportamento plástico à temperatura ambiente. Neste estudo os pós foram sintetizados pela metodologia de coprecipitação, em que a matriz de zircônia foi dopada com 3 mol% de ítria e até 15 mol% de titânia. Os pós foram prensados uniaxialmente e sinterizados a 1400 oC por 5 horas para obtenção dos discos, os quais foram caracterizados por difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e medidas de dureza e de tenacidade à fratura por indentação Vickers. Em comparação com as cerâmicas Y-TZP, os compósitos de zircônia co-dopados com ítria e 10 mol% de titânia apresentaram aumento do parâmetro de tetragonalidade (c/a), valores de tenacidade à fratura expressivamente maiores e menores de dureza, indicando, que o mecanismo de reforço por transformação de fase pode estar associado à ocorrência de plasticidade à temperatura ambiente. Adicionalmente, a simulação pela metodologia da Teoria do Funcional de Densidade sugere um rearranjo espacial dos átomos, explicando a plasticidade proposta.

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  • IPEN-DOC 29333

    MUNHOZ JUNIOR, A.H.; TOMAZELLA, E.; SANTOS, R.B.; PINTO, F.M.; PACHECO, C.V.; SILVA, L.G.A. ; OLIVEIRA, P.C.M.; MACHADO, M.C.; BELINO, W.V.L.. Nanocompósitos de pseudoboemita poliestireno de alto impacto irradiados. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 65-66., 6-9 de junho, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2022. p. 296-296.

    Abstract: Os compósitos poliméricos são materiais formados pela união de dois ou mais materiais com o objetivo de se obter um produto de melhor qualidade que a matriz polimérica que o originou. Os nanocompósitos são materiais em que pelo menos um de seus componentes apresentam dimensões manométricas, uma vez que estes compostos tendem a apresentar melhores propriedades mecânicas quando comparados com os compósitos convencionais. Entre os polímeros utilizado na produção de nanocompósitos o poliestireno de alto impacto vem sendo muito estudado. A irradiação de materiais poliméricos pode trazer melhoria nas propriedades deles. Ao interagir com materiais poliméricos, a radiação ionizante pode induzir a ionização ou excitação das moléculas, promovendo recombinação ou dissociação das macromoléculas pela formação de radicais livres ou íons. Os processos devido a interação da radiação com os polímeros e compósitos pode fornecer materiais com melhores condições de uso e utilização. Foram produzidos nanocompósitos de pseudoboemita com poliestireno e uma parcela dos corpos de prova obtidos foram irradiados. Após irradiação os nanocompósitos foram caracterizados por diferentes técnicas para comparar o efeito da radiação gamma nos nanocompósitos obtidos. Os dados de difração de raios-X e de espectroscopia Raman mostram que a pseudoboemita utilizada na produção do nanocompósito possui elevada pureza.

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  • IPEN-DOC 29332

    CARRA, M.G.J.; GARCIA, J.I.M.M.; SAEKI, M.J.; ICHIKAWA, R.U. . Caracterização da hidroxiapatita preparada pelo método sol-gel por difração de raios X. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 65-66., 6-9 de junho, 2022, Águas de Lindóia, SP. Resumo... São Paulo, SP: Associação Brasileira de Cerâmica - ABCERAM, 2022. p. 67-67.

    Abstract: Cerâmicas a base de fosfato de cálcio são muito estudadas devido a sua aplicação na regeneração e reabilitação óssea. É o constituinte principal da matriz mineral óssea, podendo ser usadas na forma de pó, para reparos, e como revestimentos de implantes. Este trabalho descreve a preparação do pó de hidroxiapatita (Ca10(PO4)6(OH)2, HAp) pelo método sol-gel. O sol precursor é versátil, pois pode ser usado também para revestir implantes como o de titânio. Inicialmente, o sol de HAp nas concentrações de 0,7 mol/L ou 1,4 mol/L em íon metálico é preparado em etanol partindo-se de nitrato de cálcio e pentóxido de fósforo. O sol é mantido em repouso para a hidrólise (gelatinização) em temperatura e umidade ambiente. Em seguida é seca à 80ºC e calcinada sob diferentes temperaturas (de 500ºC à 700ºC) por 8h. Finalmente, as amostras são caracterizadas por difração de raios X (DRX). A identificação de fases e a estimativa do tamanho médio de cristalitos são feitas por meio da análise dos perfis de difração aplicando-se o método de Pawley. Tanto a preparação do precursor nas concentrações de 0,7 mol/L ou 1,4 mol/L como temperaturas de calcinação de 500oC a 700oC proporcionaram hidroxiapatita, sendo que o grau de pureza varia com a temperatura. Esta análise em função da temperatura de calcinação mostra caminhos para obter amostras de hidroxiapatita monofásica. Sua preparação na forma de filmes sobre a superfície do titânio sob condições estudadas neste trabalho contribuirá para melhorar a osseointegração com o implante.

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  • IPEN-DOC 29331

    FELGUEIRAS, CARLOS F. ; SANTOS, LUAN J. ; CARVALHO, GLÁUCIA M. de . Desenvolvimento de método analítico – teste de pesquisa de patógenos em solução de Citrato de sódio tribásico diidratado 3,8%. São Paulo: Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - SECQR, Janeiro, 2023. (IPEN-SECQR-2023-0001 Rev.00). Restrito.

    Título do projeto: Desenvolvimento de processos de controle de qualidade de radiofármacos (CECRF)

    Abstract: Neste relatório expomos o desenvolvimento e a adequação do teste de pesquisa de patógenos para a solução de Citrato de sódio tribásico diidratado 3,8%, importante insumo da produção do radiofármaco GAL-IPEN pelo IPEN/CNEN. A pesquisa de patógenos, método descrito na Farmacopeia Brasileira vigente, abrange os microrganismos Escherichia coli, Staphylococcus aureus e Pseudomonas aeruginosa, e requer validação como método microbiológico. Propomos que a validação seja antecedida por duas etapas: (1) desenvolvimento do método analítico, com avaliação da atividade antimicrobiana da Solução de Citrato 3,8%, e eventual introdução de agente neutralizante na amostra; (2) adequação do método analítico, conduzida segundo as orientações da Farmacopeia Brasileira. O êxito na adequação de método implica que este está apto a ser validado, em estudo posterior. Os testes de atividade antimicrobiana requereram padronização prévia das suspensões bacterianas, também descrita neste trabalho. Resultados: obtida a curva-padrão que relaciona os padrões da escala McFarland (MF) à absorbância de cada suspensão bacteriana, e que viabiliza o preparo de suspensões com MF igual a 0,5, próprias para o teste de atividade antimicrobiana. Teste de atividade antimicrobiana: todos os percentuais de recuperação calculados se mostraram acima de 50%, indicativo de que a Solução Citrato 3,8% não apresenta atividade antimicrobiana em quaisquer das diluições do teste. Portanto, não foram necessárias a introdução de substâncias neutralizantes ou a diluição da amostra. Adequação do método: a amostra “teste” resultou em presença de E. coli, S. aureus e P. aeruginosa em 1 mL de amostra, enquanto que a amostra “controle” resultou em ausência das mesmas três espécies de microrganismos em 1 mL de amostra, sem alteração aparente no aspecto dos meios de cultivo. Conclusão: o teste de pesquisa de patógenos em solução de Citrato de sódio tribásico diidratado 3,8% mostrou-se adequado como método analítico, e passível de validação posterior. A descrição detalhada do teste foi apresentada em Apêndice. Recomendação: reclassificação da solução como estéril, e a adoção de processo produtivo condizente com aquela classificação, visando a garantir a segurança microbiológica do radiofármaco GAL-IPEN.

    Palavras-Chave: citrates; sodium compounds; radiopharmaceuticals; pathogens; data analysis; bacteria; antimicrobial agents

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  • IPEN-DOC 29330

    SOARES, NAYANI G. de L.; GUSHIKEN, KAROLINA Y.; FREITAS, GUSTAVO R. ; JOAQUIM, ARIANE, A.M.; RODRIGUES, GUILHERME O.. Fatores influentes na densidade mamográfica e seu impacto no Câncer de mama / Influencing factors in mammographic density and its impact on Breast cancer. Brazilian Journal of Health Review, v. 6, n. 1, p. 1222-1238, 2023. DOI: 10.34119/bjhrv6n1-093

    Abstract: A mama é composta por tecido adiposo, tecido fibroso de sustentação e tecido glandular associados a vasos sanguíneos, linfáticos e nervos. Um fator de risco para o surgimento do câncer de mama é o aumento na densidade mamográfica no tecido mamário, a densidade mamográfica corresponde à quantidade de tecido fibroglandular nas mamas, apresentando-se como um tecido radiopaco, e possui quatro classificações, segundo o Breast Imaging Reporting and Data System (BI-RADS). Mulheres com mamas densas apresentam um risco de quatro a seis vezes maior de desenvolver carcinogênese. O carcinoma de mama pode ser dividido conforme sua localização em in situ ou infiltrativo e a mamografia é o exame mais comum na detecção de câncer de mama. Esta revisão tem o objetivo de investigar os fatores que modulam a densidade mamográfica, e como esses fatores se relacionam com o aumento de mamas densas. A pesquisa bibliográfica foi realizada pelo PubMed - NCBI num período de nove anos em inglês, utilizando como palavras-chaves “densidade mamográfica”, “câncer de mama” e “ mamografia”. Alguns fatores podem influenciar na densidade mamográfica como por exemplo herdabilidade, raça e etnia, dieta, terapias de reposição hormonal, ingestão de álcool, estilo de vida, fatores reprodutivos e hormonais - como menopausa, paridade, idade ao primeiro nascimento e idade da menarca - tamanho corporal, microcalcificações e faixa etária. O câncer de mama também é menos incidente em mulheres afro-americanas e indígenas, isso pode ser explicado pelos hábitos de vida dessa população, por exemplo: primeira gravidez mais cedo, multiparidade, amamentação prolongada e ausência de terapias hormonais. Fatores considerados de variável categórica e contínua, como ingestão de álcool, tabagismo e atividade física ainda não estão bem estabelecidas suas relações com o aumento ou diminuição da densidade mamográfica, o que requer mais estudos para chegar a resultados conclusivos. A mamografia ainda é a forma mais comum do rastreamento de câncer de mama, porém sua sensibilidade é menor quando se trata de mamas densas, por conta disso estão sendo utilizados e desenvolvidos novos métodos de diagnóstico por imagem como: ressonância magnética, ultrassonografia, tomossíntese digital da mama e a ultrassonografia automatizada das mamas (ABUS). Essa revisão literária traz estudos detalhados que visam compreender os fatores que levam ao aumento da densidade mamográfica, permitindo o melhor diagnóstico e mapeamento de grupos de risco, o que possibilita amenizar as consequências dessas modificações, a fim de fornecer medidas preventivas contra o câncer de mama.

    Palavras-Chave: mammary glands; density; neoplams; carcinomas; biomedical radiography; health hazards; diagnosis

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  • IPEN-DOC 29329

    TOMINAGA, F.K. ; BOIANI, N.F. ; GARCIA, V.S.G. ; SILVA, T.T. ; LEO, P.; BORRELY, S.I. . Toxicidade aguda e avaliação de riscos ecológicos de fármacos pertencentes a diferentes classes detectados em ambientes aquáticos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ECOTOXICOLOGIA, 16., 16-19 de agosto, 2021, Online. Anais... 2021.

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  • IPEN-DOC 29328

    BOIANI, N.F. ; SILVA, T.T. ; TOMINAGA, F.K. ; GARCIA, V.S.G. ; BORRELY, S.I. . Avaliação da toxicidade da mistura de fármacos submetidos a irradiação por feixe de elétrons. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ECOTOXICOLOGIA, 16., 16-19 de agosto, 2021, Online. Anais... 2021.

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  • IPEN-DOC 29327

    PIERETTI, EURICO F.; NEVES, MAURICIO D.M. das ; ANTUNES, RENATO A.. Estudo do acabamento superficial de dois aços inoxidáveis tratados a laser para aplicações biomédicas. In: ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA BIOMECÂNICA, 7., 3-6 de maio, 2022, Goiânia, GO. Anais... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas - ABCM, 2022.

    Abstract: Os biomateriais fazem parte de uma classe de materiais que pertencem a um campo muito promissor, na medida em que devido à biocompatibilidade, resistência mecânica e estabilidade física e química podem ser aplicados para tratarem, repararem ou substituírem partes do corpo humano assegurando grandes benefícios para os pacientes, melhorando a qualidade de vida e contribuindo para a longevidade da população. Portanto, o acabamento superficial das peças é uma das etapas mais importantes na fabricação de um biomaterial para garantir sua adequação para a aplicação desejada. O presente trabalho avaliou o efeito da gravação por laser de fibra óptica nas superfícies de amostras de biomateriais produzidas com os aço inoxidáveis austenítico ISO 5832-1 e martensítico M340, por meio de análise microestrutural e caracterização de propriedades mecânicas de suas superfícies, a saber: rugosidade e micro dureza Vickers. Imagens de microscopia foram realizadas para caracterizar as mudanças na topografia das amostras tratadas a laser e apoiar os resultados obtidos.

    Palavras-Chave: stainless steels; surface treatments; implants; lasers; biological repair

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  • IPEN-DOC 29326

    ZEBALLOS, SABRINA F. . Aplicação de curativos hidrogel em lesões de pele de recém-nascidos e lactentes internados em unidade neonatal / Hydrogel dressings usage on skin lesions of newborns and infants admitted to a neonatal care unit . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 68 p. Orientador: Ademar Benévolo Lugão.

    Abstract: A internação do recém-nascido em unidade de terapia intensiva neonatal causa riscos para que se desenvolva lesões de pele, devido sua anatomia, fisiologia, necessidade de manuseios, submissão a procedimentos e uso de dispositivos invasivos que são essenciais para a manutenção da vida. O objetivo do estudo foi avaliar a eficácia do curativo de hidrogel de baixo custo desenvolvido e produzido pelo Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN no tratamento de lesões de pele de recém-nascidos e lactentes internados em unidade de terapia intensiva neonatal. Trata-se de um estudo prospectivo descritivo de uma série de casos, no qual a avaliação foi realizada através da identificação e classificação das lesões; observação da evolução das lesões submetidas ao uso do curativo de hidrogel segundo as dimensões, características e presença de sinais flogísticos; parâmetros de dor durante a aplicação e remoção dos curativos e identificação do tempo de regressão das lesões, documentadas através de registros fotográficos e mensuração milimétrica em cm². Este estudo apresenta 07 casos de recém-nascidos e lactentes que desenvolveram lesões de pele por queimaduras, lesões por fricção e lesões por pressão. Em todos os casos, as lesões apresentaram progressão para restauração e completa integridade da pele, sem necessidade de mudança terapêutica e as escalas evidenciaram ausência de dor durante os procedimentos. Enfermeiros devem priorizar os cuidados com a pele devido suas características únicas e complexas e a partir deste conhecimento se destaca o uso do curativo avançado hidrogel, pois é composto de substâncias biocompatíveis que minimizam a ocorrência de efeitos adversos, além da sua fácil aplicação e remoção, alívio da dor e possibilidade de avaliação externa por sua transparência, reduzindo assim a necessidade de trocas diárias para garantir melhor recuperação. O curativo avançado de hidrogel demonstrou eficácia no tratamento das lesões de pele e as evidências científicas são promissoras ao uso do curativo em neonatologia pois propiciam um ambiente favorável à cicatrização.

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  • IPEN-DOC 29325

    RODRIGUES, GISLANNE de S.B. . Diagnóstico para implantação de sistema de qualidade em radiofarmácia hospitalar : avaliação comparativa de requisitos da AIEA, PIC/S e requisitos legais do Brasil / Diagnosis for the implementation of a quality system in hospital radiopharmacy: comparative assessment of IAEA, PIC/S and legal requirements in Brazil . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 79 p. Orientador: Elaine Bortoleti de Araújo.

    Abstract: A Medicina Nuclear (MN) é uma especialidade médica que utiliza fontes radioativas não seladas (radiofármacos) para fins diagnósticos e terapêuticos. São métodos seguros, indolores e principalmente não invasivos, fornecendo informações que outros exames diagnósticos não disponibilizam. Por ser um campo de atuação multidisciplinar, a MN envolve diversos processos, portanto, o controle efetivo dos parâmetros que garantem a qualidade do atendimento à população em aplicações diagnósticas e terapêuticas deve ser realizado periodicamente, visando manter um nível de qualidade satisfatório e seguro em seus resultados. Este trabalho teve como objetivo realizar um diagnóstico para implantação de sistema de qualidade em Radiofarmácia Hospitalar, levando-se em consideração os requisitos de qualidade e legais no Brasil, além de recomendações preconizadas em guias internacionais, como as normativas do Pharmaceutical Inspection Co-operation Scheme (PIC/S) e da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA). A partir da avaliação comparativa e discussão dos aspectos relacionados à qualidade na preparação de radiofármacos em radiofarmácia hospitalar, incluindo a capacitação profissional, requisitos de infraestrutura e aspectos operacionais e controle de qualidade das preparações, este trabalho buscou contribuir para as discussões necessárias à revisão da regulamentação nacional voltada para a preparação de radiofármacos em Radiofarmácia Hospitalar.

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  • IPEN-DOC 29324

    PEREIRA, FERNANDO C. . Avaliação de curativo à base de colágeno com fármaco fotoativo para terapia fotodinâmica pós-cirúrgica in vivo / Evaluation of collagen-based dressing with photoactive drug for post-surgical photodynamic therapy in vivo . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 67 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro.

    Abstract: O tratamento de feridas é um problema significativo e crescente em todo o mundo. Algumas bactérias patogênicas podem se instalar nas feridas e promover dificuldade de cicatrização, especialmente em casos onde é difícil manter curativo protetor sobre a lesão ou em pacientes com algum fator que dificulte a cicatrização em tempo regular. Curativos bioativos de colágeno mantêm a umidade em ambientes feridos, são absorventes, conformam-se bem com a superfície da ferida, são não aderentes e fáceis de usar. O objetivo deste estudo in vivo é mensurar a efetividade do curativo à base de colágeno contendo o fotossensibilizador azul de metileno ativado por LED de emissão vermelha, da empresa Revolugenix Biotecnologia, na cicatrização de feridas em um o tecido que esteja contaminado por bactérias. O estudo comparou o processo de cicatrização de 32 feridas cutâneas em 8 ratos Wistar. Os animais foram divididos aleatoriamente em dois grupos, escuro (Col, Col+AM) e luz (Col+luz, Col+AM+luz). Cada animal passou pelo procedimento de 4 incisões cirúrgicas cutâneas dorsal no plano coronal de 1cm e curativos com 6 mm de diâmetro (2 de Col e 2 de Col+AM) contaminados com alíquotas de 10 μL de Staphylococcus aureus contendo 1x109 ufc/ml foram implantados e a ferida suturada. Para a aplicação da terapia fotodinâmica mediada pelo fotossensibilizador azul de metileno nos animais do grupo luz, a fonte de luz utilizada foi o LED no comprimento de onda na região do vermelho (λ= 660 nm), seguindo os seguintes parâmetros de irradiação: sessão única no pós-cirúrgico (D0) com duração de 300s, aplicação de modo contínuo, ângulo de 90º em contato com a ferida, área irradiada de 1cm2 por ferida, densidade de potência de 100mW/cm2, densidade de energia de 30 J/cm2 por ferida. Nos dias 1, 3, 7 e 10, um animal de cada grupo (escuro e luz) foi eutanasiado com sobredose de anestésico (cetamina:xilazina 500:50 mg/kg) seguido de ruptura do diafragma para confirmação do óbito. Os tecidos circunvizinhos das regiões das feridas foram coletados para as análises microbiológicas e histopatológicas. Os resultados mostram que, clinicamente os animais do grupo luz apresentaram melhor escore de cicatrização, porém, em relação à análise microbiológica, não foram observadas reduções significativas de microrganismos em favor do grupo irradiado.

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  • IPEN-DOC 29323

    FERREIRA, DENISE R. . Estudo comparativo, randomizado e cego para determinar a eficácia e impacto na qualidade de vida da terapia de fotobiomodulação versus Minoxidil 5% tópico no tratamento da alopecia padrão feminino / Comparative, randomized, blinded study to determine the feasibility, safety, and efficacy of photobiomodulation therapy versus topical Minoxidil 5% in the treatment of female pattern alopecia . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 75 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro.

    Abstract: A queda de cabelo padrão feminina ou alopecia padrão feminino (APF) é a principal causa de queda de cabelo nas mulheres. Caracteriza-se pela rarefação dos cabelos na região temporal, frontal, central e vértice do couro cabeludo. Por ser considerado por muitos um atributo de beleza, a sua perda pode causar impactos negativos na qualidade de vida, além de depressão, estresse, baixa autoestima e ansiedade. Assim, é importante a busca por um controle terapêutico capaz de acelerar a normalização do ciclo capilar. O uso do Minoxidil 5% (MIN) em solução tópica é considerado tratamento de escolha, com resultados variáveis e até ausência de resposta. A utilização da Fotobiomodulação (FBM) tem se mostrado uma tecnologia promissora, reduzindo inflamação do couro cabeludo e promovendo o crescimento capilar. Este estudo tem como objetivo avaliar a efetividade da FBM no tratamento da APF associada ao uso de MIN tópico. Foram incluídas 9 participantes, com idades entre 30 e 50 anos, com diagnóstico de APF, graus 2 a 4 de acordo com a classificação clínica de Sinclair. As participantes foram instruídas a aplicar diariamente até o final do tratamento, uma dose total de 1 ml de MIN (7 jatos) no couro cabeludo limpo e seco, sobre a área de rarefação dos cabelos 2 vezes ao dia. No ambulatório, o couro cabeludo foi repartido na linha média e aleatoriamente um dos lados recebeu a FBM e o outro lado manteve apenas o tratamento domiciliar com MIN. Antes de iniciar o tratamento e ao final foram realizados o registro fotográfico na região frontal, fototricograma com contagem de folículos e aplicação de questionário de qualidade de vida (QV) para APF. Cinco participantes compareceram a 25 visitas para aplicação do laser de emissão vermelha (660 nm), 100 mW, em modo pontual com distância entre os pontos de 2 cm e energia por ponto de 4 J. As sessões foram realizadas 2 vezes por semana, com um intervalo mínimo de 48 h entre as sessões. Ambos os tratamentos foram eficazes em promover aumento da densidade capilar pós-tratamento. Houve uma diminuição de 80% nos itens da QV ligados a preocupação com a aparência capilar, porém o medo da persistência da queda reduziu apenas 40%. A análise realizada pelo fototricograma demonstrou que ambos os grupos promoveram maior quantidade, densidade, quantidade e porcentagem de fios em fase anágena após o tratamento. Com relação a porcentagem de fios na fase telógena, houve uma redução em ambos os grupos de forma semelhante, porém a quantidade de fios em fase telógena foi significativamente menor no grupo FBM associada ao MIN. Estes resultados sugerem que a FBM pode ser um coadjuvante ao MIN no tratamento de APF, principalmente para reduzir o número de fios na fase telógena.

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  • IPEN-DOC 29322

    DURÃES, ANA R.C. . Desinfecção de ambulâncias utilizando radiação UVC / Disinfection of ambulances using UVC radiation . 2022. Dissertação (Mestrado Profissional em Tecnologia das Radiações em Ciências da Saúde) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 55 p. Orientador: Martha Simões Ribeiro.

    Abstract: Ambulâncias, ou unidades móveis de saúde (UMS), são frequentemente contaminadas por agentes patogênicos derivados dos pacientes transportados. O procedimento atual de desinfecção das UMS é árduo e enfadonho, e poderia ser otimizado através de novas tecnologias como a luz ultravioleta (UVC). Embora o potencial germicida da luz UVC seja bem conhecido, só recentemente fontes de luz dedicadas foram desenvolvidas para descontaminação ambiental e de materiais. Assim sendo, o objetivo deste trabalho é investigar se a luz UVC, acoplada no interior de uma UMS, por tempo determinado, é capaz de ser um adjuvante eficiente à desinfecção preconizada pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária. Foram coletadas amostras de três unidades móveis de saúde que prestam atendimento no município de Guarulhos, sendo uma delas de suporte avançado. As amostras foram obtidas de 5 pontos específicos: banco lateral, cilindro de oxigênio, gaveta de medicamentos, maca e puxador. Após coleta, as amostras foram acondicionadas em meio de transporte Stuart, e semeadas em meio de cultura ágar BHI e Sabouraud acrescido de cloranfenicol, de forma a isolar o crescimento de bactérias e fungos, respectivamente. As placas foram observadas durante uma semana, e foi realizada a contagem de unidades formadoras de colônia. Adotou-se o método de escore para semiquantificar o crescimento de micro-organismos nas placas e os resultados foram apresentados por local de coleta, por UMS, e total, que permitiram observar a diminuição da contaminação de forma geral após a irradiação UVC, porém foram encontradas algumas discrepâncias, como em alguns pontos em que foram identificados o escore 5 em todas as fases do estudo e, para o ágar Sabouraud, foi observado o aumento da contaminação após a UVC. Foi possível concluir que a luz UVC funciona como um bom método adjuvante à higienização terminal, possibilitando que a limpeza terminal priorize a remoção de sujidades visíveis, deixando a cargo da UVC a descontaminação microbiológica da UMS.

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  • IPEN-DOC 29321

    FERREIRA, ALEXANDRE D.C.; UESO, INGRID; TRINDADE, NELSON B.; ARAUJO, MAURICIO C.; BORRELY, SUELI I. ; ROSA, JORGE M. . Estudo sobre o consumo de energia e das propriedades físico-químicas na termofixação de tecidos de poliamida 6.6. Revista Química Têxtil, v. 46, n. 142, p. 6-14, 2022.

    Abstract: Estudou-se o consumo de energia e as propriedades fisico-químicas de um tecido de malha de poliamida 66, aplicando-se a metodologia de superfícies de resposta (MSR) na obtenção de parâmetros ideais de termofixação , Apesar de apresentar maior porcentagem de encolhimento em 0,933%, os consumos de corante e energia obtidos pelo modelo matemático aplicado com parâmetros de 30 s a 178 ºC foram 0,227 g kg-1 e 7,43 x 105 J kg-1 menores do que os valores do processo que apresentou menor valor de encolhimento, efetuado com parâmetros de 45 s a 190 ºC, demonstrando que a ferramenta pode ser aplicada na predição de parâmetros ideais de termofixação no substrato estudado.

    Palavras-Chave: polyamides; dyes; physical chemistry; energy consumption; textiles; polymers

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  • IPEN-DOC 29320

    BERECZKI, ALLAN ; PASCOAL, DIEGO R.C. ; DIPOLD, JESSICA ; GIMILIANI, GIOVANA T. ; PARRA, DUCLERC F. ; FREITAS, ANDERSON Z. ; WETTER, NIKLAUS . Micro-Raman spectroscopy for identification of microplastics in the São Vicente estuarine. In: ENCONTRO BRASILEIRO DE ESPECTROSCOPIA RAMAN, 7., 5-8 de dezembro, 2022, São Pedro, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Microplastics (MPs) are a concern regarding our environment due to the risks posed by the interactions of the large amounts of anthropogenic MPs dumped in the environment with biological systems. MPs have been vastly found in the environment and are transferred to the food chain with MPs being detected in foods, beverages and even in human blood and breastmilk. Understanding the behavior and characteristics of MPs is critical to assessing potential health risks (human and environmental) related to MPs and taking steps to prevent them from entering the ecosystem. Micro Raman spectroscopy is a powerful tool for measuring and characterizing MPs particles, being considered the gold standard because it allows identification of both the polymer matrix and possible pigments and contaminants. Furthermore it offers the possibility of characterizing both the chemical structure as well as the morphological features of the MPs. We utilized a Raman system to characterize MPs from the environment. Results from a standard MP sample were successfully measured and identified to reference spectra and even small portions of the sample as small as a few μm are suitable for obtaining a high quality spectrum for identification of the material (Fig1). Samples collected from at the São Vicente estuarine are being studied and by means of comparison with the Willey database it was possible to identify MP, additives and contaminants, thus demonstrating the power of the technique.

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  • IPEN-DOC 29319

    WETTER, NIKLAUS ; FREITAS, ANDERSON Z. ; BERECZKI, ALLAN ; PASCOAL, DIEGO R.C. ; DIPOLD, JESSICA ; PARRA, DUCLERC ; ROSSI, WAGNER ; CABRAL, FERNANDA V. ; RIBEIRO, MARTHA S. . From micro to nano Raman: new developments in the detection of micro and nanoplastics of marine origin from the Amazon basin to Santos. In: ENCONTRO BRASILEIRO DE ESPECTROSCOPIA RAMAN, 7., 5-8 de dezembro, 2022, São Pedro, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: The environmental accumulation of nanoplastics formed by material of anthropic origin has raised doubts about their safety, especially to the human body. While microplastics are accidentally consumed, nanoplastics (NPs) are even more concerning as they are much more likely to be absorbed by human body cells. It is known that plastics smaller than 200 nm can penetrate cell membranes and cross the blood-brain barrier. Studies have shown that polystyrene (PS) NPs from the environment carry a high load of toxins capable of compromising human brain cells. Very little is still known about what effects, cytotoxic or not, these plastics have on different organs. Understanding the property-function relationship of nanoparticles in various fields of application involves determining their physicochemical properties, which is still a formidable challenge to date. Our project focuses on the development of a methodology for the detection of micro- and NPs using micro-Raman, TERS (Tip Enhanced Raman Spectroscopy), collinear Raman and AFM, nuclear techniques, as well as a methodology for in vitro evaluation of the toxic effects of these materials through biochemical assays of cytotoxicity and genotoxicity. The project contemplates the determination of the adsorption capacity of metallic ions by NPs and the absorption of micro- and nanoplastics in cell cultures with radioactive tracers, the determination of microplastics in tissues from necropsies of marine animals and gamma spectroscopy of the cellular incorporation of NPs labeled with radioactive isotopes. In figure 1 we show examples of (a) the detection of microplastics from the Santos basin and comparison to Raman reference database (KnowItAll®), (b) detection of NPs in mouse fibroblast cells and (c) detection of very small particles (50 nm) which can be achieved by co-localized techniques of AFM + Raman using special, narrow (50 m), femtosecond laser written gratings on quartz.

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  • IPEN-DOC 29318

    SILVA, FLAVIA R.O. ; PASCOAL, DIEGO R.C. ; BERECZKI, ALLAN ; SIPERT, CARLA R.; BRAGA, ROBERTO R.; BELLINI, MARIA H. ; SILVA, LUIS F.T. da ; FREITAS, ANDERSON Z. ; WETTER, NIKLAUS U. . Micro-Raman spectroscopy characterization of dental pulp stem cells differentiation induced by calcium phosphate nanoparticles. In: ENCONTRO BRASILEIRO DE ESPECTROSCOPIA RAMAN, 7., 5-8 de dezembro, 2022, São Pedro, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Calcium phosphates are chemical compounds used in medicine for tissue engineering. This work analyzes the process of cell differentiation by nanoparticles in dental pulp stem cells for tissues regeneration and the development of new therapeutic methods. The most widely used synthetic calcium phosphate based bioceramic is hydroxyapatite [HA, Ca10(PO4)6(OH)2]. Micro-Raman spectroscopy assays are a powerful tool for measuring and characterizing calcium phosphates nanoparticles internalized by cells because of its capability to detect the chemical bonds of nanoparticles and collagen simultaneously and evidencing their interaction within the cell-nanoparticle system. Microscope images (Fig.1a) and Raman spectra (Fig.1b) were obtained for HA-incorporated stem cells where it was possible to observe the formed nodules of calcium phosphate and the matrix in the incorporated samples. HA and collagen peaks were detected in the samples, showing that the nanoparticles induced osteogenic differentiation of the stem cells. The spectra of the nodules showed HA characteristic peaks, while matrix spectra displayed characteristic collagen peaks. Studies have been carried out for the development of new and modified calcium phosphate nanoparticles that should further improve biostimulation.

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  • IPEN-DOC 29317

    BORDON, CAMILA D.S.; DIPOLD, JESSICA ; ROSSI, WAGNER de ; FREITAS, ANDERSON Z. ; KASSAB, LUCIANA R.P.; WETTER, NIKLAUS U. . Influence of Ag nanoparticles in waveguides on doped germanate glasses. In: ENCONTRO BRASILEIRO DE ESPECTROSCOPIA RAMAN, 7., 5-8 de dezembro, 2022, São Pedro, SP. Resumo... 2022.

    Abstract: Writing by using femtossecond (fs) laser enables fast prototyping and has low complexity compared to other fabrication methods. For materials that do not allow light confinement and propagation, waveguiding by double-line technology is necessary. Previously, we demonstrated waveguiding in double-lines for undoped germanate and tellurite glasses, as well as GeO2-PbO doped with Er3+/Yb3+ and Nd3+. The results for the Nd3+ glass were promising for the fabrication of integrated amplifiers, lossless components and lasers. This motivated the present investigation, where silver (Ag) nanoparticles (NPs) were added to the Nd3+ doped GeO2-PbO bulk in order to enhance its guiding capabilities. Raman measurements were made with a LabRam HR Evolution - HORIBA, using a 532 nm laser with 100 mW power and a 10 x objective lens with 0.25 NA. An integration time of 1 second and 15 accumulations was used to reduce noise and make the observed peaks clearer. First, the Raman spectrum was measured for the bulk (b) glass (Fig. 1a) and between the written lines (Fig. 1a). There are no substantial changes between these, indicating, as expected, that there are no relevant structural changes in the guiding region between the two lines. However, comparing the bulk region (Fig. 1a) with the inside of the written line with 4 superimposed lines (Fig. 1b), there are major changes in some of the peaks. The peak at 411.2 cm-1 (b) shifted to 433.9 cm-1, indicating modification in the symmetric stretching vibrations of the Ge-O-Ge bonds. The peak at 517.5 cm-1 (b) to 508.1 cm-1 shows changes in the symmetric stretching vibrations along the Ge- O-Ge chain, demonstrating lower density of these bonds in the irradiated region. A slight change of the 782.3 cm-1 and 867.4 cm-1 (b) are also verified, and are related to the Ge-O- and Ge-O-Ge symmetric stretching vibrations in the GeO4 tetrahedral units and asymmetric stretching vibrations of the Ge-O-Ge bonds, respectively. These changes are larger than the ones previously shown for the same material without the Ag NPs, which shows the influence of the nanoparticles during the writing process.

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  • IPEN-DOC 29316

    BUENO, C.C. ; GONCALVES, J.A.C. ; MANGIAROTTI, A.. Dosimetric evaluation of an epitaxial silicon diode as an online dosimeter for orthovoltage photon beam radiotherapy. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON RADIATION PHYSICS, 15th, December 6-10, 2021, Kuala Lumpur, Malaysia. Abstract... 2021.

    Abstract: The response of a dosimetry system based on an epitaxial silicon diode as an online dosimeter for orthovoltage photon beam radiotherapy has been investigated in this work. To be used as a dosimeter, each diode is housed in a light-tight probe, and its readout electrode is directly connected to the Keithley 6517B electrometer. All current measurements are carried out in short-circuit mode with the diode unbiased and its backplane grounded. The data acquired by the electrometer are directly sent to a personal computer via a GBIP interface controlled by software developed in LabView to analyze the current signals. A Pantak/Seifert X-ray tube is used to irradiate the diode, placed 50.0 cm away in a radiation field of 8 cm, with 10, 25, 30, and 50 kV photons. The dose rate response is investigated for the 50 kV beam by varying the current tube from 2 to 20 mA. As expected, the induced current is linearly dependent on the dose rate within the range of 0.8 and 8.05 mGy/s. The current signals are quite stable, with a repeatability parameter of less than 0.2%. The dose-responses assessed offline by integrating the current signals are linear between 0.5 and 3.0 Gy despite being slightly dependent on the photon energy. However, in this dose range, no dose rate dependence is observed. These results are theoretically supported by dose and dose rate calculations performed assuming the diode is thin compared with the standard values of the minority carrier diffusion lengths in the epitaxial layer. Good agreement is found between calculations and experimental data. Investigations of possible radiation damage produced in the diode through dynamic measurements of dark current and capacitance as a function of the accumulated dose are currently in progress.

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  • IPEN-DOC 29315

    GONCALVES, J.A.C. ; MANGIAROTTI, A.; BUENO, C.C. . Dose rate mapping in an industrial 60Co irradiator using an online photodiode-based dosimetry system. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON RADIATION PHYSICS, 15th, December 6-10, 2021, Kuala Lumpur, Malaysia. Abstract... 2021.

    Abstract: In the radiation processing field, any irradiation process is designed to irradiate products uniformly, but in practice, a reasonable variation in the absorbed dose through the product is accepted. However, the irradiation of inhomogeneous or irregularly shaped products gives rise to complex dose variations only assessed through dose mapping. It requires complementary dosimeters bearing good spatial resolution, prompt and easy readout, and cost-effectiveness. These features are found in silicon diodes that, despite all these advantages, are prone to radiation damage. This damage is mitigated with photodiodes whose thicknesses are much smaller than the minority carrier diffusion length at the anticipated accumulated dose. In this work, an in-house dosimetry system based on a thin photodiode is applied for online mapping dose rates, between 3.7 and 52.8 Gy/h, delivered by a Panoramic 60Co industrial facility. The operational principle of these dosimeters relies on the real-time acquisition of the induced currents from the irradiated diode operating in the short-circuit mode without externally applied voltage. Under this condition, the dose is assessed offline via the integration of these current signals. The radial mapping of the radiation field is performed by rotating the diode around the central axis of the panoramic irradiator, covering 360º at intervals of 10º. For comparative purposes, alanine dosimeters are also irradiated together with the diode. The experimental results are benchmarked with Monte Carlo simulations of the dose rate curves. Good agreement between the simulated values and the readings of both dosimeters is found. It reveals that the photodiode-dosimetry system is a reliable alternative to map dose rate fields and the effectiveness of Monte Carlo simulations as a predictive tool for dose rate measurements in an irradiator.

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  • IPEN-DOC 29314

    ROQUE, ACASSIO M.; SARTORI, CARLOS A. . Compatibilidade e resiliência eletromagnética em sistemas elétricos e eletrônicos. Revista O Setor Elétrico, v. 16, n. 184, p. 52-55, 2022.

    Palavras-Chave: electromagnetism; electronic equipment; electrical equipment; electromagnetic interactions; compatibility; interference

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  • IPEN-DOC 29313

    FALOPPA, MONICA A.; CORREIA, JOSELENE B.F.; SILVA, THAIS S.; DANIEL, BRUNA R.; ALMEIDA, RAQUEL S.R.; SPOTO, MARTA H.F.; ROSA, JORGE M. ; BORRELY, SUELI I. . Study of the water and energy consumptions in the dyeing of cotton with Curcuma Longa by pad-batch process using response surface methodology. Journal of Natural Fibers, v. 19, n. 13, p. 6797-6809, 2022. DOI: 10.1080/15440478.2021.1932677

    Abstract: Mathematical modeling was employed in order to optimize pad-batch process using C. longa natural dyestuff applied in dyeing of cotton, against the conventional dyeing by exhaustion with the same dyestuff under best applications parameters recommended by dyestuff supplier. Ecological costs, consumption of water, electrical, and thermal energy, were assessed. The application of the model in the studied process versus the conventional process demonstrated that is possible to obtain an economy of 1.418 × 10(6) J kg(‒1) of energy, in addition to an economy of 95% in water consumption, without significant detriment in the color fastness assessed.

    Palavras-Chave: dyes; textiles; cotton; cost; ecology; water use; energy consumption; curcumin

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  • IPEN-DOC 29312

    SOUZA, CARLA D. de ; FREITAS, GUSTAVO R. ; MEDEIROS, ROGERIO F.; RAMALHO, ERCILIA; RODRIGUES, SERGIO C.; RODRIGUES, GUILHERME O.. Protocol for reducing radiation exposure during pediatricthoracic radiography. Journal of Medical Imaging and Radiation Sciences, v. 53, n. 3, p. 437-443, 2022. DOI: 10.1016/j.jmir.2022.05.012

    Abstract: Introduction: This work aims to assess if the anode position during chest radiography of pediatric patients with heart congenital disease (HCD) influences medical image results. The approach is to reverse the orientation of the x-ray tube, with the anode end directed towards the patient's face (anode-heel effect). Methods: Five specialists analyzed 48 images, 24 from the control group (CG) and 24 with the anode end directed towards the patients' face (experimental group, EC). An ionization chamber was used to assess radiation dose received by sensitive organs. Results: The specialists considered both CG and EC images acceptable. But, the EC group's dose evaluation revealed that the thyroid received 12% less radiation and the gonads presented a 5.9% reduction. Based on the results, a new protocol was developed. Discussion/conclusion: The standardization of radiographic imaging procedures will reduce acquisition errors, resulting in adequate images in pediatric patients with HCD with less radiation dose, thus increasing patient safety and extending the life of the equipment.

    Palavras-Chave: safety; patients; pediatrics; recommendations; radiation doses; x-ray equipment; biomedical radiography; anodes; radiation absorption analysis

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  • IPEN-DOC 29311

    PEREIRA, MARCO A.S. . Fundamentos da química dos elementos. São Paulo, SP: Sagitarius Editora, 2022. 295 p.

    Palavras-Chave: earth planet; galactic evolution; geology; elements; chemical composition; natural occurrence

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  • IPEN-DOC 29310

    ALMEIDA, S.B. ; CUNHA, A.P.V.; CAMPOS, L.L. . Dosimetric evaluation using 3D printed anthropomorphic skull phantom for small field dosimetry using thermoluminescent dosimeters. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE FISICA MEDICA, 26th; CONGRESSO LATINO-AMERICANO DE FISICA MEDICA, 9th, June 8-11, 2022, Fortaleza, CE. Proceedings... São Paulo, SP: Associação Brasileira De Física Médica, 2022.

    Abstract: The usability of phantoms plays a critical role in commissioning and quality assurance programs in radiotherapy departments as they improve patient care setup with greater precision between personalized treatment planning and irradiation setup uncertainties. With the emergence of these new radiotherapy modalities, it became necessary to apply relatively small fields that are dynamic or static. The use of these field sizes can cause uncertainty in dosimetry, requiring special attention in small field dosimetry. TLDs have advantages for having characteristics such as high spatial resolution and dose response, offering a promising opportunity to measure the absorbed dose in a small field. As a result, we can conclude that the use of the 3D phantom with thermoluminescent dosimeters proved to be very useful in the application of small field dosimetry, enabling a more accurate investigation in quality controls involving treatments whose doses are relatively high in radiosurgery techniques that require more accurate and reliable measurements in dose delivery.

    Palavras-Chave: dosimetry; phantoms; thermoluminescent dosemeters; 3d printing; photon beams; skull; bone tissues

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  • IPEN-DOC 29309

    SIGLER JUNIOR, EDUARDO; BARBOSA, PATRICIA A.; ROSSI, WAGNER de ; SANTANA, TATIANA D.; CARNEIRO, MARCELO B.. Análise do desempenho de ferramenta de corte de cerâmica texturizada a laser no torneamento do FC250 / Analysis of the performance of ceramic cutting tool texturized by laser in the FC250 turning. In: CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECÂNICA, 11., 7-11 de agosto, 2022, Teresina, PI. Anais... Rio de Janeiro, RJ: Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas - ABCM, 2022.

    Abstract: Ferramentas de corte de cerâmica são utilizadas na usinagem de ferros fundidos, aços ligas e aços endurecidos. As cerâmicas estruturais se caracterizam por possuir elevada dureza à quente, resistência à compressão e inércia química elevada. Estas propriedades permitem que o material tenha elevada resistência ao desgaste. Técnicas de texturização tem sido investigadas em ferramentas de usinagem para diminuir os esforços de corte, o atrito, com o intuito de aumentar vida útil da ferramenta, além de melhorar qualidade na peça usinada. Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar o desempenho de ferramentas de corte de cerâmica a base de óxido alumínio texturizadas por laser, no torneamento de ferro fundido cinzento, que produz cavaco descontínuo. Para tanto, foi gerado um padrão de textura reta e paralela a aresta principal de corte em uma estação de laser de pulsos ultracurtos. As texturas foram caracterizadas em um microscópio 3D óptico. Testes de usinagem foram realizados em um torno CNC, mantendo as condições de corte constante, porém variando as ferramentas em referência (sem textura) e texturizada. Os esforços de corte foram monitorados com auxílio de um dinamômetro. A qualidade da superfície da peça usinada foi avaliada através dos parâmetros de rugosidade Ra (média aritmética dos valores absolutos das ordenadas de afastamento) e Rz (média aritmética da altura máxima do perfil para cinco comprimento de amostragem). A peça de trabalho foi um ferro fundido cinzento (FC250). Cada ferramenta usinou uma barra do mesmo material e dimensão. Os resultados mostraram força de usinagem 7% (54 N) maior para a ferramenta texturizada. Na avaliação da rugosidade, os valores de Ra foram semelhantes para as duas ferramentas avaliadas, enquanto que para Rz a ferramenta texturizada gerou valores 6% (0,46 μm) maiores em relação à de referência. As ferramentas texturizadas não apresentaram lascamento devido aos esforços submetidos a mesma durante as condições de ensaio

    Palavras-Chave: texture; ceramics; machining; roughness; cutting machines

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  • IPEN-DOC 29308

    ROCHA, MARCELO da S. ; ANDRADE, DELVONEI A. de . Development of an open source tool for water hammer and fluid-structure interaction simulation in nuclear reactors systems. In: TECHNICAL MEETING ON THE DEVELOPMENT AND APPLICATION OF OPEN-SOURCE MODELLING AND SIMULATION TOOLS FOR NUCLEAR REACTORS, June 20-24, 2022, Milano, Italy. Proceedings... 2022.

    Palavras-Chave: fluid-structure interactions; reactors; hydraulics; water hammer

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  • IPEN-DOC 29307

    VILLANI, D. ; SAVI, M. ; RODRIGUES JUNIOR, O. ; CAMPOS, L.L. . Development of a fused filament fabrication (FFF) 3D printed neck-thyroid phantom for multidisciplinary purposes. In: EUROPEAN CONGRESS OF MEDICAL PHYSICS, 4th, August 17-20, 2022, Dublin, Ireland. Abstract... 2022.

    Abstract: Purpose: Phantoms, devices that represent the human body, have been used in the fields of medical physics, physics and biomedical engineering since the beginning. The use of 3D printing and filaments commonly found commercially for the development of phantoms is being investigated recently. The application of this technique for the development of low-cost simulators requires a complex study of the interaction of printed materials with different types and qualities of radiation, as well as the characterization of print configurations. By making these measurements, it is possible to find methodologies so that they can correctly simulate human tissue. This study aims to describe the process of design and manufacture an anthropomorphic neck-thyroid phantom using a fused filament fabrication (FFF) 3D printer and tissue-equivalent materials for multidisciplinary purposes. Materials and Methods: To this study, the commercial phantom ATOM MAX 711, from CIRS, was used as an anatomical reference for the 3D modeling base of the neck-thyroid phantom. Commercially available PLA and ABS XCT-A developed at IPEN were used in the 3D printing process in order to simulate soft and bone tissues respectively. It was used the RAISE3D PRO 2 FFF printer from IPEN. The usability validation of the phantom was performed through the analysis of images from a computed tomography (CT) acquisition. The Hounsfield Units (HU) numbers were compared between the 3D printed and the ATOM MAX 711 phantoms to each type of tissue represented. A thyroid accessory was also developed on the purpose of immobilization of radioactive material with epoxy resin. Results: The modeling methodology of the 3D phantom of this study opens possibilities for using tomographic images of any objects, or even patients, to perform 3D prototyping of increasingly specific and customized simulators. The CT image analysis show great results on the analysis of the construction of the soft tissue with PLA filaments; construction of the bone tissues with ABS XCT-A; analysis of the construction of the thyroid accessory with epoxy resin; analysis of the spacing of the fit of the printed pieces; and analysis of image artifacts caused by the FFF technique. Conclusions: The developed phantom presents the desirable characteristics for applications in radiation protection, measurements of radioisotopes incorporated in the thyroid (both contamination counters and nuclear medicine detectors) and training of techniques of acquisition of images with X rays. It is a viable alternative to a tissue-equivalent phantom; and low cost when compared to other commercially available options.

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  • IPEN-DOC 29306

    NACARATTI, DAVI P.; SAMAD, RICARDO E. ; MOTTA, CLAUDIO C.. A Finite-Difference Time-Domain analysis of fiber Bragg gratings. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, October 13-15, 2022, Recife, PE. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2022. DOI: 10.1109/SBFotonIOPC54450.2022.9992634

    Abstract: An analytical formulation and modeling of an optical fiber Bragg gratings has been developed and is reported in this paper. Supported by the Finite-Difference Time-Domain (FDTD) method, it was possible to set a 1018 nm bragg grating and simulate an electromagnetic field going through this periodic refractive-index device to obtain reflectivity, transmittivity, and bandwidth. Moreover, the model is applied to analyze the influence of structural parameters of fiber gratings, such as length, grating period, and refractive index modulation on its spectral response.

    Palavras-Chave: reflectivity; bragg reflection; fiber optics; finite difference method

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  • IPEN-DOC 29305

    MELO, PEDRO B. dos S.; SAMAD, RICARDO E. ; MOTTA, CLAUDIO C.. A solution of an YDFA in tandem-pumping configuration with ASE using RK4 method. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, October 13-15, 2022, Recife, PE. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2022. DOI: 10.1109/SBFotonIOPC54450.2022.9992809

    Abstract: A new solution for a tandem amplifier is presented using a fiber doped with ytterbium and a core coating ratio of 30/250 and which incorporates the solution of the rate equations with the amplified spontaneous emission characteristic in these multi-kilowatt systems. The model describes in a more precision way the behavior of a fiber amplifier with a 5. 986kW,1018nm pumping and a signal seed of 75W, 1080nm, solving the propagation and rate equations using the fourth-order Runge-Kutta as well the relaxation methods as a convergence criterion for the integrations.

    Palavras-Chave: doped materials; ytterbium; optical fibers; equations; runge-kutta method

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  • IPEN-DOC 29304

    MENDES, LUCAS S.; SAMAD, RICARDO E. ; MOTTA, CLAUDIO C.. Theoretical analysis of the transmission efficiency of a (6 + 1) × 1 pump–signal combiner. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, October 13-15, 2022, Recife, PE. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2022. DOI: 10.1109/SBFotonIOPC54450.2022.9992582

    Abstract: An analytical formulation for the transmission efficiency of a(6+1)× 1 pump-signal combiner has been developed and is reported in this paper. The formulation is supported by the Coupled Mode Theory (CMT), and the Finite Difference Beam Propagation Method (FD-BPM). In this scope, the characteristics of commercial fibers FG200AEA, GDF20/200, P-20/400DC are considered to build a combiner computational model. Thus, the CMT was used to estimate the adiabatic length of the input bundle fibers and the combiner efficiency was analyzed based on FD-BPM.

    Palavras-Chave: optical fibers; coupling; power transmission; pumping; transmission

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  • IPEN-DOC 29303

    FAROOQ, SAJID ; CARAMEL-JUVINO, AMANDA ; DEL-VALLE, MATHEUS ; SANTOS, SOFIA ; BERNARDES, EMERSON S. ; ZEZELL, DENISE M. . Superior Machine Learning Method for breast cancer cell lines identification. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, October 13-15, 2022, Recife, PE. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2022. DOI: 10.1109/SBFotonIOPC54450.2022.9992467

    Abstract: We propose an artificial intelligence platform based on machine learning (ML) algorithm using Neighborhood Component analysis and K-Nearest Neighbors for breast cancer cell lines recognition. Our model presents up to 97% accuracy for identification of breast cancer cell lines.

    Palavras-Chave: neoplasms; mammary glands; tumor cells; machine learning; artificial intelligence; accuracy; identification systems

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  • IPEN-DOC 29302

    CARAMEL-JUVINO, AMANDA ; FAROOQ, SAJID ; ROMANO, MARIANA; ZEZELL, DENISE M. . Identification of enamel demineralization using high performance convolutional neural network. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, October 13-15, 2022, Recife, PE. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2022. DOI: 10.1109/SBFotonIOPC54450.2022.9992381

    Abstract: Here, we traces use segmentation and convolutional neural network (CNN) to trace, diagnose and quantify enamel demineralization for research. The preprocessing, histograms based methods are used to enhance the contrast and equalize the brightness through the scanning electron microscope images. Our result evidence that the deep learning based CNN model is highly efficient to process the dental image to achieve high accuracy of enamel demineralization and presents promising outcomes with optimal precision.

    Palavras-Chave: neural networks; dentistry; enamels; demineralization; learning

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  • IPEN-DOC 29301

    ZUFFI, ARMANDO V.F. ; TABACOW, FABIO B.D. ; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. ; SAMAD, RICARDO E. . Ultrafast laser micromachining of submillimetric de Laval nozzles in alumina for laser electron acceleration. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, October 13-15, 2022, Recife, PE. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2022. DOI: 10.1109/SBFotonIOPC54450.2022.9992490

    Abstract: We have explored the fabrication of submillimetric de Laval nozzles by ultrashort laser pulses micromachining in alumina, a dielectric ceramic, to generate supersonic gas jets in vacuum. The nozzles were manufactured in a home-built trepanning setup, and their geometry and surface quality dependence on the laser and machining parameters was investigated, aiming to control the jet spatial density to produce optimal gaseous targets for laser electron acceleration.

    Palavras-Chave: laser beam machining; lasers; ablation; nozzles; supersonic flow; targets; wakefield accelerators

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  • IPEN-DOC 29300

    ROMANO, FERNANDO C. ; WETTER, NIKLAUS U. . Numerical simulation tool and experimental set-up for measuring the modal structure of a broad area semiconductor laser diode. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, October 13-15, 2022, Recife, PE. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2022. DOI: 10.1109/SBFotonIOPC54450.2022.9992843

    Abstract: A computer simulation model for a single stripe, multimode laser diode of the type broad area laser diode (BALD) was built. In sequence, an experimental set-up preparation followed the numeric tool with the objective of identifying the lateral modes by using the frequency beat technique in the RF spectrum. A spectrum analyzer measured the signals emitted by the BALD using the fast Fourier transform (FFT) method.

    Palavras-Chave: lasers; semiconductor diodes; simulation; computer codes

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  • IPEN-DOC 29299

    BALTAR, RAPHAEL M.S.M.; ARAUJO, RENATO E. de; FAROOQ, SAJID . Selecting silver nanoshells for colorimetric sensors. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, October 13-15, 2022, Recife, PE. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2022. DOI: 10.1109/SBFotonIOPC54450.2022.9992430

    Abstract: In this work the use of silver nanoshell as a starting point for the establishment of colorimetric sensor platforms, under solar illumination, was evaluated. Mie theory was explored on the analysis of the nanosensor linearity and sensitivity, considering 4 different color spaces and the influence of the nanoshell geometry. A high performance plasmonic nanoplatform was identified. The nanosensor platform based on nanoshells, with 35 nm SiO 2 core radius and 25 nm Ag shell thickness, showed sensitivity values up to 2.78 RIU -1 and linearity higher than 0.96, considering the Hue parameter of the HSV color space. The identification of optimized plasmonic nanoplatforms may extend the use naked-eye colorimetric applications in low-resource environments.

    Palavras-Chave: optical equipment; sensors; nanotechnology; plasmons; silver

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  • IPEN-DOC 29298

    MORAIS, PAULO J.D. de; SILVA, RUBENS C. da; ROSSI, WAGNER de ; MOTTA, CLAUDIO C.. Numerical solution of atmospheric laser beam propagation using artificial compressibility and pseudo-spectral methods. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, October 13-15, 2022, Recife, PE. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2022. DOI: 10.1109/SBFotonIOPC54450.2022.9992726

    Abstract: In order to analyze the thermal blooming on wireless power transmission and remote recharge of batteries this study proposes a coupled numerical solution. The Navier-Stokes, energy and paraxial equations to the laser beam propagation through the atmosphere are solved by artificial compressibility and pseudo-spectral methods. Changes in the refractive index due to asymmetric temperature variations are the cause of this optical phenomenon. Numerical results are compared with reference studies and a good agreement is obtained. The conditions: laser beam, power density and absorptivity are constants; flow regime of Re=1000,Ri=10.e4, laser wavenumber k=10.e5, and Stanton number St=1/30.

    Palavras-Chave: lasers; refractive index; optical properties; wave equations; compressibility; calculation methods

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  • IPEN-DOC 29297

    SILVA, RUBENS C. da; MORAIS, PAULO J.D. de; CARVALHO, ANDRE; ROSSI, WAGNER de ; MOTTA, CLAUDIO C.. Numerical simulation on modified chemical vapor deposition (MCVD) thermal flow field. In: SBFOTON INTERNATIONAL OPTICS AND PHOTONICS CONFERENCE, October 13-15, 2022, Recife, PE. Proceedings... Piscataway, NJ, USA: IEEE, 2022. DOI: 10.1109/SBFotonIOPC54450.2022.9993108

    Abstract: This study determines the hydrodynamic and thermal properties of flow field for modified chemical vapor deposition (MCVD) process by means of a computational fluid dynamics (CFD) steady-state simulation. A three dimensional hexahedral mesh and the finite volume method were used to solve the momentum, continuity, energy and chemical species equations on a domain represented by a rotating tube of 24mm diameter, 45 rpm and a flow regime of Re=900. User defined functions were used on STAR-CCM+ code to modeling the SiCl 4 oxidation, which occurred in the zones with the highest temperatures (1800K) determined by the torch heating profile. The numerical results were compared with a reference study and a good agreement was obtained.

    Palavras-Chave: chemical vapor deposition; computer calculations; fluid mechanics; finite element method

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  • IPEN-DOC 29296

    ZAMBONI, C.B. ; SALVADOR, V.L. ; LEWGOY, H.R. ; SILVA, R.Y.R.; MEDEIROS, I.M.M.A. . Sulfur concentration in saliva using EDXRF technique. In: ENCONTRO DE PRIMAVERA DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE FÍSICA, 2.; REUNIÃO DE TRABALHO SOBRE FÍSICA NUCLEAR NO BRASIL, 45.; ENCONTRO NACIONAL DE FÍSICA DE PARTÍCULAS E CAMPOS, 42.; RENAFAE WORKSHOP, 26-29 de setembro, 2022, Natal, RN. Resumo... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Física, 2022.

    Abstract: In the last decade, human saliva has been used for clinical analyses by investigations of its molecular components, hormones, enzymes, proteins and more recently for inorganic elements. The major advantage for using saliva in diagnosis is the ease access collection and be non-invasive. Saliva consists mainly of water (~98%) in addition to electrolytes and enzymes. Particularly, sulfur levels in saliva can act as an indicator of an inflammatory process of the gingiva (gingivitis and halitosis), which has a high incidence in the Brazilian population. The World Health Organization (WHO) estimates that one in four adults has some type of bacterial infection. Specifically, halitosis (chronic bad breath) is overlooked and has several possible causes: cavities, broken fillings, and poor partial or full dentures cleaning. This oral dysfunction can be classified as physiological or pathological. Physiological halitosis is caused by inadequate oral hygiene. It is significantly related to symptoms of depression, while pathological halitosis is a result of chronic inflammatory periodontal disease. In this investigation, sulfur concentration in saliva were investigated using Energy Dispersive X-ray Fluorescence (EDXRF) technique. Unstimulated whole saliva samples (~3mL) were collected from healthy subject, in a dental office. All participants were inhabitants of São Paulo city. Samples were excited and measured using a portable X-Ray Spectrometer: Ag X-Ray target and Si Drift detector (25 mm2 x 500 μm /12.5 μm Be window) and counting time of 600s measured with 30kV and 10μA. The spectrometer was calibrated for sulfur using linear regression method for concentration up to 500 ppm. The availability of accurate reference value for sulfur in human saliva provides a scientific basis for biomedical research of specific diseases in oral cavity. In addition, the use of the XRF compact spectrometer to perform clinical tests on saliva is a fast and effective procedure, within the quality standards required by Good Laboratory Practices (GLP) for early diagnosis in dentistry.

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  • IPEN-DOC 29295

    KOKA, A.C.S.S. ; ZAMBONI, C.B. ; GIOVANNI, D.N.S. ; REDÍGOLO, M.M. . NAA and XRF techniques to investigate artistic paints. In: ENCONTRO DE PRIMAVERA DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE FÍSICA, 2.; REUNIÃO DE TRABALHO SOBRE FÍSICA NUCLEAR NO BRASIL, 45.; ENCONTRO NACIONAL DE FÍSICA DE PARTÍCULAS E CAMPOS, 42.; RENAFAE WORKSHOP, 26-29 de setembro, 2022, Natal, RN. Resumo... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Física, 2022.

    Abstract: In this study, the multielemental characterization of artistic blue paints from the 90's and currently available ones in the Brazilian market was carried out using the Energy Dispersion X-Ray Fluorescence (EDXRF) and Neutron Activation Analysis techniques (NAA). These results aim to establish a reference database in the field. The EDXRF measurements was performed using portable X-ray spectrometer with Ag X-ray tube associated with a Si Drift detector (25 mm2 x 500 μm) with Be window (12.5 μm). The artistic paint samples were irradiated for 300 s using 30 kV and 5μA excitation. The quantitative analysis was performed using WinQXas software program (IAEA, version 1.3). The NAA measurements were performed in the nuclear reactor IEA-R1 (3.5- 4.5MW, pool type) at IPEN/CNEN-SP. Each sample was irradiated from minutes to hours and gamma counting was performed using HPGe detector (ORTEC-GEM 60195) coupled to an MCA (ORTEC - 919E). Concentration of all elements was obtained using the ATIVAÇÃO software. The results obtained by both techniques are in good agreement, in addition to being complementary. However, they do not correspond to the elemental content description provided by the manufacturer.

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  • IPEN-DOC 29294

    ZAMBONI, C.B. ; GIOVANNI, D.N.S. ; PECEQUILO, B.R.S. ; ESPOSITO, S.E.; PIMENTA, D.C.; SIMONS, S.M.. Traceability of the propolis produced by Scaptotrigona Aff Postica bee from Brazil using NAA technique. In: ENCONTRO DE PRIMAVERA DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE FÍSICA, 2.; REUNIÃO DE TRABALHO SOBRE FÍSICA NUCLEAR NO BRASIL, 45.; ENCONTRO NACIONAL DE FÍSICA DE PARTÍCULAS E CAMPOS, 42.; RENAFAE WORKSHOP, 26-29 de setembro, 2022, Natal, RN. Resumo... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Física, 2022.

    Abstract: In the Northeast, meliponiculture presents itself as one of the zootechnical activities that has grown the most in recent years, due to its low implementation and maintenance cost, as well as a quick financial return. Meliponiculture is the creation of stingless bees (Meliponines) for the production and commercialization of beehives, honey, propolis, pollen and resins, in addition to these bees being the main agents of pollination and conservation of local biodiversity. The propolis produced by the Scaptotrigona Aff Postica bee (popularly known as the tubi bee) have several medical applications (bactericidal, fungicidal and virucidal), in addition to its use in the nutritional field. This species is found in the mainly in the Barra do Corda County (Maranhão) and it is the major source of income in the northeast region. Nowadays, food authentication has been a concern of producers and consumers around the world. For this reason, there is a growing need for reliable analytical techniques to provide an answer about food authenticity. With the goal for determining chemical descriptors for geographic origin (standardization), nuclear techniques are useful analytical tools with a highlight for Neutron Activation Analysis (NAA). The NAA measurement was performed in the nuclear reactor (IEA-R1, 3-4 MW, at IPEN). Propolis samples were collected monthly during a one year, directly from beehives of Scaptotrigona Aff Postica in a meliponary of Barra do Corda city (5° 30' 21'' S and 45° 14' 6'' W). The results were compared with two other species from south region. The database will aid in fraud detection of the propolis from the northeast region in Brazil.

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  • IPEN-DOC 29293

    GIOVANNI, D.N.S. ; KOKA, A.C.S.S. ; ALMEIDA, M.R. ; ZAMBONI, C.B. . Young Scientist Project: a proposal to teach, demystify and disseminate nuclear physics. In: ENCONTRO DE PRIMAVERA DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE FÍSICA, 2.; REUNIÃO DE TRABALHO SOBRE FÍSICA NUCLEAR NO BRASIL, 45.; ENCONTRO NACIONAL DE FÍSICA DE PARTÍCULAS E CAMPOS, 42.; RENAFAE WORKSHOP, 26-29 de setembro, 2022, Natal, RN. Resumo... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Física, 2022.

    Abstract: The use of Information and Communication Technologies (ICT) has facilitated the dissemination of nuclear knowledge and, at the same time, improved relations between specialists working in different areas of science. The growing number of initiatives, on the part of Research Centers, Universities, and even on an individual basis has been positive through social networks, websites, and blogs. The Young Scientist Project was created in 2019, by the team of the Spectroscopy and Spectrometry of Radiation Laboratory at IPEN, with the proposal to implement nuclear knowledge. The aim is to present alternative proposals for knowledge, application, and dissemination of science, with an emphasis on demystifying the nuclear sciences. The website (www.jovemcientista.com.br) design involves four menus: REPORTS where researchers talk about their career, challenges, and perspectives in the field; NUCLEAR MINUTE: where nuclear physics concepts are covered in one-minute videos; CURIOSITIES: a space where various topics are presented, whose objective is to dialogue between the various areas of scientific knowledge. In addition, within this menu, scientific content from other media is available in GARIMPO, and the menu INTERVIEWS: conducted by students to discuss its work. All the content produced on this website is available in various social media, such as, the YouTube channel (Jovem Cientista), the profile on Instagram (@jovemcientista.com.br) associated with a Facebook page (@jovemcientista.com.br), the profile on TikTok (@jovemcientista.com.br) and by Linkedin and Twiter in the editors' profile. In addition, the site provides a communication channel with the entire team. Since its creation, content has been developed in the nuclear area from basic concepts to applications of radiation in different areas, such as, the environment, dosimetry, and health, among others. The possibility of using ICT has been positive, helping to demystify and disseminate nuclear physics.

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  • IPEN-DOC 29292

    ZAMBONI, C.B. ; STANOJEV, M. ; KOKA, A.C.S.S. ; GIOVANNI, D.N.S. ; REDÍGOLO, M.M. . Analysis of XX century gold-silver coins by X-ray fluorescence and neutron tomography. In: ENCONTRO DE PRIMAVERA DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE FÍSICA, 2.; REUNIÃO DE TRABALHO SOBRE FÍSICA NUCLEAR NO BRASIL, 45.; ENCONTRO NACIONAL DE FÍSICA DE PARTÍCULAS E CAMPOS, 42.; RENAFAE WORKSHOP, 26-29 de setembro, 2022, Natal, RN. Resumo... São Paulo, SP: Sociedade Brasileira de Física, 2022.

    Abstract: X-ray fluorescence (XRF) is a technique capable of analyzing chemical elements on metallic surfaces, providing fast, sensitive, and reliable results while neutron tomography (NT) allows to investigate its internal structure by three-dimensional images. Both techniques are powerful tools for non-destructive analysis of artistic and historical objects. In this study, we explored the combined use of these techniques to investigate a set of Brazilian gold-silver coins dating from the early 20th century (1913-1938). This set of coins was select due to the lack of data related to their composition and origin. These data provide information to museologists for better cataloging / registration of fundamental information. Moreover, this information is vital for collectors and marchands in authentication processes. The X-Ray Fluorescence analysis was performed using X-Ray Spectrometer with gold (Au) and silver (Ag) targets. The excitation conditions were optimized in 30 kV and 5 μA and counting time of 200 s. A NT facility is installed at the beam-hole (BH-14) of the 4.5 MW pool-type IEA-R1 nuclear research reactor at IPEN (SP, Brazil). It consists of a 6LiF (ZnS) scintillator screen, a glass-based plane mirror, a video camera (16bit, 1024 x1024 pixels, cooled CCD) and a collimator to reduce the neutron beam size in the BH-14. The experimental conditions established were: 8 x106 ns-1 cm-2 (neutron flux), irradiation time/image of 1s, spatial resolution of 263 ± 35 μ and time tomography of 400s. The three-dimensional images were treated using dedicated software (OctopusV8.0 and VG studio Max2.2). The combined results bring information of elemental composition and 3D images highlight the conservation state of the pieces, being of great aid to conservators and museologists.

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  • IPEN-DOC 29291

    SANTOS, SOFIA N. dos ; NATALINO, RENATO J.M.; CHAMMAS, ROGER. Classificação e nomenclatura anatomopatológica de tumores. In: CHAMMAS, ROGER (Ed.); FOLGUEIRA, MARIA A.K. (Ed.); VILLA, LUISA L. (Ed.). Oncologia: da molécula à clínica. São Paulo, SP: Editora dos Editores, 2022. p. 13-23, cap. 2.

    Notas de conteúdo: Versão impressa disponível para consulta na biblioteca do IPEN.

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  • IPEN-DOC 29290

    MACHADO, MARINA ; BAIUTTI, FEDERICO; BERNADET, LUCILE; MORATA, ALEX; NUNEZ, MARC; OUWELTJES, JAN P.; FONSECA, FABIO C. ; TORRELL, MARC.; TARANCON, ALBERT. Functional thin films as cathode/electrolyte interlayers: a strategy to enhance the performance and durability of solid oxide fuel cells. Journal of Materials Chemistry A, v. 10, n. 33, p. 17317-17325, 2022. DOI: 10.1039/d2ta03641j

    Abstract: Electrochemical devices such as solid oxide fuel cells (SOFC) may greatly benefit from the implementation of nanoengineered thin-film multifunctional layers providing, alongside enhanced electrochemical activity, improved mechanical and long-term stability. In this study, an ultrathin (400 nm) bilayer of samarium-doped ceria and a self-assembled nanocomposite made of Sm0.2Ce0.8O1.9-La0.8Sr0.2MnO3-δ was fabricated by pulsed laser deposition and is employed as a functional oxygen electrode in an anode-supported solid oxide fuel cell. Introducing the functional bilayer in the cell's architecture results in a simple processing technique for the fabrication of high-performance fuel cells (power density 1.0 W cm−2 at 0.7 V and 750 °C). Durability tests were carried out for up to 1500 h, showing a small degradation under extreme operating conditions of 1 A cm−2, while a stable behaviour at 0.5 A cm−2 (2.8% Vin kh−1). Post-test analyses, including scanning and transmission electron microscopy and electrochemical impedance spectroscopy, demonstrate that the nanoengineered thin film layers remain mostly morphologically stable after the operation.

    Palavras-Chave: thin films; solid oxide fuel cells; electrochemistry; electrochemical machining

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  • IPEN-DOC 29289

    KAIRALLA, ELENI C. ; BRESSIANI, JOSE C. ; BRESSIANI, ANA H. de A. ; RIBELA, MARIA T. de C.P. ; HIGA, OLGA Z. ; QUEIROZ, ÁLVARO A.A. de . Physicochemical and biological properties of nanohydroxyapatite grafted with star-shaped poly(ε-caprolactone). Journal of Biomaterials Science, Polymer Edition, v. 33, n. 18, p. 2353-2384, 2022. DOI: 10.1080/09205063.2022.2104599

    Abstract: To overcome the disadvantages generated by the lack of interfacial bonding between hydroxyapatite nanocrystals (HAPN) and agglomeration of particles in the development of biodegradable nanocomposites a chemical grafting method was applied to modify the surface of HAPN through grafting of the three-arms star-shaped poly(ε-caprolactone) (SPCL) onto the nanoparticles. The chemical grafting of SPCL onto HAPN (SPCL-g-HAPN) has been investigated using Fourier transform infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, transmission electron microscopy (TEM), photoelectron spectroscopy, X-ray diffraction, zeta potential (ZP) and contact angle (CA). TEM micrographs of the SPCL-g-HAPN revealed the existence of hybrid organic/inorganic (O/I) nanoscale domains. The results of albumin (HSA) and fibrinogen (HFb) adsorption indicate resistance to HFb adsorption by SPCL-g-HAPN relatively to unmodified HAPN. The ZP and CA measurement suggest a heterogeneous topology for SPCL-g-HAPN likely due to the existence of hydrophobic-hydrophilic regions on the nanocomposite surface. The enzyme degradation by cholesterol esterase and lipase indicates that the rates of hydrolysis for SPCL-g-HAPN were very slow relative to the SPCL/HAPN blends. The in vitro biological studies showed that the human osteoblast-like cells (MG-63) cells had normal morphology and they were able to attach and spread out on SPCL-g-HAPN surfaces. A higher overall cellular proliferation was observed on SPCL-g-HAPN scaffolds compared to pure HAPN or SPCL materials.

    Palavras-Chave: organic polymers; nanocrystals; hydroxy compounds; biodegradation; nanocomposites; apatites; protein; adsorption

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  • IPEN-DOC 29288

    SANTOS, SILAS C. ; RODRIGUES JUNIOR, ORLANDO ; CAMPOS, LETICIA L. . A glance at dysprosium oxide free powders. Current Materials Science, v. 16, n. 1, p. 85-94, 2023. DOI: 10.2174/2666145415666220602152634

    Abstract: Background: Dysprosium oxide (Dy2O3) gathers a set of profitable properties with a wide range of applications, including energy and astronomy. Particular characteristics directly influence the formation and features of materials by colloidal processing. The main purpose of this paper is to carry out a powder characterization of Dy2O3particles. The findings reported are worthwhile parameters to advance in the formulation of new smart materials for radiation dosimetry. Methods: Dy2O3 powders were characterized by XRD, PCS, SEM, pynometric density (ρ), FTIR, ICP, EPR, and zeta potential (ζ). Results: The powdered samples exhibited as main features a cubic C-type structure following the RE-polymorphic diagram, a mean particle size distribution with d50 of 389nm, and pynometric density of 7.94g.cm-3. The EPR spectra revealed three distinct peaks, p1, p2, and p3, with the following g values: 2.3121, 2.1565, and 2.1146. In addition, the nanoparticles presented high stability at pH 5.5 and a ζ-value of |49.7|mV. Conclusion: The powder characterization of Dy2O3 powders was reported. The results achieved in this study may be considered worthwhile parameters to advance in the formulation of Dy2O3- based materials for radiation dosimetry.

    Palavras-Chave: dysprosium oxides; rare earths; nanoparticles; dosimetry; ceramics

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  • IPEN-DOC 29287

    OLIVEIRA, YASMIN R.F. de ; ZEZELL, DENISE M. . Avaliação do potencial preventivo do laser de Nd:YAG e flúor tópico em pH abaixo do crítico utilizando OCT. In: PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA; SEMINÁRIO ANUAL PIBIC, 28.; SEMINÁRIO ANUAL PROBIC, 19.; SEMINÁRIO ANUAL PIBITI, 12., 7-8 de dezembro, 2022, Online. Resumo expandido... São Paulo, SP: IPEN-CNEN/SP, 2022. p. 155-156.

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A pesquisa no RD utiliza os recursos de busca da maioria das bases de dados. No entanto algumas dicas podem auxiliar para obter um resultado mais pertinente.

✔ É possível efetuar a busca de um autor ou um termo em todo o RD, por meio do Buscar no Repositório , isto é, o termo solicitado será localizado em qualquer campo do RD. No entanto esse tipo de pesquisa não é recomendada a não ser que se deseje um resultado amplo e generalizado.

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A opção Busca avançada utiliza os conectores da lógica boleana, é o melhor recurso para combinar chaves de busca e obter documentos relevantes à sua pesquisa, utilize os filtros apresentados na caixa de seleção para refinar o resultado de busca. Pode-se adicionar vários filtros a uma mesma busca.

Exemplo:

Buscar os artigos apresentados em um evento internacional de 2015, sobre loss of coolant, do autor Maprelian.

Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

Tipo de publicação: Texto completo de evento

Ano de publicação: 2015

✔ Para indexação dos documentos é utilizado o Thesaurus do INIS, especializado na área nuclear e utilizado em todos os países membros da International Atomic Energy Agency – IAEA , por esse motivo, utilize os termos de busca de assunto em inglês; isto não exclui a busca livre por palavras, apenas o resultado pode não ser tão relevante ou pertinente.

✔ 95% do RD apresenta o texto completo do documento com livre acesso, para aqueles que apresentam o significa que e o documento está sujeito as leis de direitos autorais, solicita-se nesses casos contatar a Biblioteca do IPEN, bibl@ipen.br .

✔ Ao efetuar a busca por um autor o RD apresentará uma relação de todos os trabalhos depositados no RD. No lado direito da tela são apresentados os coautores com o número de trabalhos produzidos em conjunto bem como os assuntos abordados e os respectivos anos de publicação agrupados.

✔ O RD disponibiliza um quadro estatístico de produtividade, onde é possível visualizar o número dos trabalhos agrupados por tipo de coleção, a medida que estão sendo depositados no RD.

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✔ Na página do pesquisador, é possível verificar, as variações do nome, a relação de todos os trabalhos com texto completo bem como um quadro resumo numérico; há links para o Currículo Lattes e o Google Acadêmico ( quando esse for informado).

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ESTE TEXTO "AJUDA" ESTÁ SUJEITO A ATUALIZAÇÕES CONSTANTES, A MEDIDA QUE NOVAS FUNCIONALIDADES E RECURSOS DE BUSCA FOREM SENDO DESENVOLVIDOS PELAS EQUIPES DA BIBLIOTECA E DA INFORMÁTICA.

O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


2. A experiência do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN-CNEN/SP) na criação de um Repositório Digital Institucional – RDI, clique aqui.

O Repositório Digital do IPEN é um equipamento institucional de acesso aberto, criado com o objetivo de reunir, preservar, disponibilizar e conferir maior visibilidade à Produção Científica publicada pelo Instituto, desde sua criação em 1956.

Operando, inicialmente como uma base de dados referencial o Repositório foi disponibilizado na atual plataforma, em junho de 2015. No Repositório está disponível o acesso ao conteúdo digital de artigos de periódicos, eventos, nacionais e internacionais, livros, capítulos, dissertações, teses e relatórios técnicos.

A elaboração do projeto do RI do IPEN foi iniciado em novembro de 2013, colocado em operação interna em julho de 2014 e disponibilizado na Internet em junho de 2015. Utiliza o software livre Dspace, desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology (MIT). Para descrição dos metadados adota o padrão Dublin Core. É compatível com o Protocolo de Arquivos Abertos (OAI) permitindo interoperabilidade com repositórios de âmbito nacional e internacional.

O gerenciamento do Repositório está a cargo da Biblioteca do IPEN. Constam neste RI, até o presente momento 20.950 itens que tanto podem ser artigos de periódicos ou de eventos nacionais e internacionais, dissertações e teses, livros, capítulo de livros e relatórios técnicos. Para participar do RI-IPEN é necessário que pelo menos um dos autores tenha vínculo acadêmico ou funcional com o Instituto. Nesta primeira etapa de funcionamento do RI, a coleta das publicações é realizada periodicamente pela equipe da Biblioteca do IPEN, extraindo os dados das bases internacionais tais como a Web of Science, Scopus, INIS, SciElo além de verificar o Currículo Lattes. O RI-IPEN apresenta também um aspecto inovador no seu funcionamento. Por meio de metadados específicos ele está vinculado ao sistema de gerenciamento das atividades do Plano Diretor anual do IPEN (SIGEPI). Com o objetivo de fornecer dados numéricos para a elaboração dos indicadores da Produção Cientifica Institucional, disponibiliza uma tabela estatística registrando em tempo real a inserção de novos itens. Foi criado um metadado que contém um número único para cada integrante da comunidade científica do IPEN. Esse metadado se transformou em um filtro que ao ser acionado apresenta todos os trabalhos de um determinado autor independente das variáveis na forma de citação do seu nome.