Abstract: Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar os efeitos da luz azul na remineralização do esmalte. Adicionalmente foi desenvolvida uma metodologia de análise para a avaliação de alterações minerais do esmalte dental por meio da tomografia por coerência óptica. Lesões foram formadas em amostras de esmalte dental bovino por meio da imersão em solução tampão de acetato subsaturado (2 mL/mm2 e 6,25 mL/mm2) por 32 h. As amostras foram irradiadas com um LED azul com emissão em 455±20 nm, potência de 110 mW, irradiância de 1,4 W/cm2, tempo de irradiação de 10 s e exposição radiante de 13,8 J/cm2. Posteriormente, as amostras foram submetidas à ciclagem de pH durante oito dias à 37 oC para induzir a remineralização. A avaliação do conteúdo mineral foi realizada por meio do teste de dureza seccional e por tomografia por coerência óptica (OCT). Na avaliação por dureza observou-se que as amostras do grupo irradiado apresentaram menor conteúdo mineral que as amostras do grupo não irradiado. A diferença entre os grupos foi mais evidente nas amostras submetidas à formação de lesão em maior volume de solução desmineralizadora. Por meio da técnica de OCT foram observadas diferenças significativas entre o sinal do esmalte hígido e desmineralizado. Após a remineralização, as amostras irradiadas apresentaram menor conteúdo mineral que as não irradiadas; porém, não foram observadas diferenças significativas entre os grupos. Com base nos resultados deste estudo, pode-se concluir que a irradiação com luz azul (l=455nm) promoveu a inibição da remineralização do esmalte dental. A metodologia empregada nas análises por OCT permitiu a avaliação quantitativa da perda mineral no esmalte; porém, este resultado não foi alcançado na avaliação da remineralização.

Palavras-Chave: dentistry; enamels; mineralization; hardness; materials testing; laser radiation; light emitting diodes; optical properties; tomography; in vitro

KATO, ILKA T. Avaliacao dos efeitos promovidos pela radiacao azul na remineralizacao do esmalte dentario in vitro. Orientador: Denise Maria Zezell. 2009. 107 f. Tese (Doutoramento) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, Sao Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2009.tde-16112009-143932. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/11521. Acesso em: $DATA.

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Abstract: O objetivo desta pesquisa foi caracterizar da blenda polimérica de Poli(adipato de butileno co-tereftalato)/Poli (ácido lático) (PBAT/PLA), após processamento de irradiação com feixe de elétrons em diferentes doses. As amostras foram irradiadas com doses absorvidas de 5, 10, 15, 25, 50, 65 e 80 kGy, após irradiação, foram submetidas aos experimentos de ensaios de tração, impacto, dureza, termogravimetria, calorimetria exploratória diferencial, difração de raios X (DRX) e suscetibilidade microbiana. Os resultados mostraram um incremento de 44% em relação à resistência ao impacto na dose absorvida de 65 kGy, porém o módulo de elasticidade diminuiu 56%, e a tensão de ruptura diminuiu 55% nesta mesma dose. Em relação ao alongamento, não foram observadas alterações significativas causadas pela radiação o mesmo ocorrendo com: a dureza, o grau de cristalinidade, analisada por meio do ensaio de DRX, a suscetibilidade microbiana e a temperatura de transição vítrea. Para a termogravimetria - TG foi observado um incremento de 17,4% na dose absorvida de 65 kGy, em relação ao calor de mudança cristalina do PLA, observou-se um acréscimo de 13,1% na dose de 80 kGy, entretanto, para esta mesma dose, verificou-se uma redução de: 2,4% na temperatura de fusão e de 12,1% no calor de fusão da blenda de PBAT/PLA. Para o grau de cristalinidade, analisado por meio do DSC, pode-se observar um decréscimo de 12,1%. Concluindo, essa mistura irradiada, conforme prevista pode ser usada para produzir produtos ambientalmente amigáveis os quais podem absorver energia de impacto e obter mais estabilidade térmica quando a blenda polimérica de PBAT/PLA é irradiada com a dose de 65 kGy.

Palavras-Chave: polymerization; mixers; butenes; polyethylene terephthalate; lactic acid; carboxylic acids; sample preparation; calorimetry; x-ray diffraction; thermal gravimetric analysis; hardness; tensile properties; crystallization; bioconversion; electron beams; radiation doses; dose equivalents; environmental impact statements; specificity

MUNHOZ, PEDRO M. Caracterização da blenda de PBAT/PLA poli (butileno adipato cotereftalato)/poli (ácido lático) irradiada por feixe de elétrons. Orientador: Wilson Aparecido Parejo Calvo. 2020. 183 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-23122020-121240. Disponível em: http://200.136.52.105/handle/123456789/31729. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Os métodos de diagnóstico óptico são muito utilizados na odontologia e se baseiam nas propriedades ópticas dos tecidos duros dentais esmalte e dentina. Estes, podem detectar doenças da cavidade oral precocemente possibilitando uma intervenção mais rápida e eficaz. O laser Nd:YAG (λ=1064nm) é bastante difundido na clínica para a prevenção e tratamento de cárie e erosão dentária. Após a irradiação dos tecidos duros com Nd:YAG, suas propriedades ópticas são modificadas, há alta penetração de fótons deste comprimento de onda e baixa absorção, assim é necessário o uso de fotoabsorvedores para que os fótons sejam absorvidos na superfície e se evite a necrose da polpa dental. Atualmente a pasta de carvão, usada como fotoabsorvedor, causa escurecimento no tecido irradiado implicando na baixa adesão ao tratamento por questões estéticas. O objetivo deste estudo in vitro foi caracterizar os tecidos duros dentais quanto à irradiação com laser de Nd:YAG com pulsos na ordem de microssegundos e nanossegundos, descrever as alterações promovidas pela irradiação e se essas interferem nos métodos de diagnóstico e também como o uso de um fotoabsorvedor alternativo, como a tinta de lula, influencia nas propriedades ópticas dos tecidos. Esses lasers também são propostos como alternativa de prevenção de lesões de erosão dentária. Foram determinados os protocolos de irradiação eficiente e seguros para o laser de Nd:YAG (0,6W;84,9J/cm2;120μs) e também para o Q-Switched Nd:YAG (4W;1,05J/cm2;5ns) baseados na medida da temperatura intrapulpar com termopares de resposta rápida e superficial com termografia no infravermelho durante a irradiação de dentes humanos; concentração de flúor nos fotoabsorvedores; mudança de cor de acordo com o fotoabsorvedor e também na análise da morfologia superficial por microscopia eletrônica de varredura após a irradiação de dentes bovinos. Após a determinação dos protocolos, foram calculados o índice de refração, coeficiente de atenuação óptica para determinar se o protocolo foi eficiente na prevenção de lesões de erosão e também foram utilizados neste cálculo os índices refração calculados anteriormente. Ambos protocolos apresentaram aumento menor do que 5,5ºC da temperatura intrapulpar, indicando que estão na faixa de manutenção da vitalidade pulpar. A temperatura superficial durante a irradiação foi maior do que 200ºC. A concentração de flúor na pasta de carvão é 0,03±0,01μgF/mL e na tinta de lula é 3,92±0,32μgF/mL. A tinta de lula promoveu menor escurecimento. As eletromicrografias mostraram que os lasers promoveram fusão nas superfícies dos tecidos exceto a dentina irradiada com o Nd:YAG Q-Switched. Não houve diferença estatística significante entre os índices de refração calculados, porém, o cálculo do coeficiente de atenuação óptica mostrou diferenças significativas e os protocolos que se utilizaram da tinta de lula se mostraram mais eficientes na prevenção das lesões de erosão. A composição química em profundidade foi determinada utilizando-se a espectroscopia Raman confocal. Lasers de Nd:YAG são eficientes para a prevenção de lesões de erosão dentária independente da largura de pulso, a tinta de Lula se mostrou eficaz e viável esteticamente. Os protocolos são seguros para aplicação clínica e alteram os tecidos duros dentais química e opticamente influenciando no diagnóstico por técnicas ópticas, por exemplo OCT.

Palavras-Chave: raman spectroscopy; infrared thermography; lasers; diagnostic techniques; optical models; optical properties; tomography; hardness; animal tissues; teeth; enamels; dentin; dentistry

PEREIRA, DAISA de L. Caracterização óptica de tecidos duros dentais irradiados com lasers de Nd:YAG. Orientador: Denise Maria Zezell. 2019. 122 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-07112022-154124. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/33603. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Cerâmicas de nitreto de silício têm despertado o interesse para aplicações na área médica e odontológica devido à sua tenacidade à fratura relativamente alta, elevada resistência ao desgaste, e baixo coeficiente de atrito, bem como adequada osseointegração. Além disso, é de conhecimento que a presença de magnésio estimula o crescimento de osso novo, favorecendo a proliferação e diferenciação celular, bem como a formação de colágeno. A sílica auxilia na densificação do material durante a sinterização, devido sua baixa temperatura de fusão, e interfere positivamente no crescimento ósseo. A cálcia influencia positivamente nas atividades osteoblásticas, estimulando formação do tecido ósseo. Este trabalho tem como objetivo analisar o efeito da presença dos aditivos de sinterização SiO2, CaO e MgO em cerâmicas de nitreto de silício, avaliando a microestrutura, comportamento biológico e propriedades mecânicas, a fim de melhorar a resposta biológica desses materiais in vivo. Para tanto, diferentes composições foram preparadas e conformadas por prensagem uniaxial, isostática à frio, e sinterização convencional (atingindo 1750ºC). Os materiais sinterizados foram avaliados quanto à densidade, microestrutura, propriedades mecânicas e comportamento biológico in vitro. A avaliação microestrutural mostrou que as composições estudadas resultaram em uma microestrutura contendo grãos alongados de β-Si3N4 dispersos em fase secundária amorfa. No entanto, os valores de densidade variaram de cerca de 79 a 97% da densidade teórica, de acordo com a composição, sendo maiores para as composições com maiores teores de SiO2. Após as imersões das amostras em SBF (Simulated Body Fluid), observou-se a presença de depósitos ricos em cálcio e fósforo, com morfologia típica da hidroxiapatita. Os valores de dureza Vickers das composições variaram de 9 a aproximadamente 12 GPa, sendo maiores para as composições com maiores teores de SiO2. Os valores de tenacidade à fratura variaram entre 4 e aproximadamente 7 MPa.m1/2, sendo que composições com altos teores de SiO2 obtiveram os maiores valores desta propriedade, enquanto os valores de módulo de elasticidade variam de 132 a aproximadamente 269 GPa, sendo os menores valores encontrados nas composições com maiores teores de MgO e menores teores de SiO2, e os valores de resistência a flexão variaram entre 180 MPa e aproximadamente 620 MPa, sendo maiores para as composições com maiores teores de SiO2. Todas as amostras apresentaram bioatividade nos testes de imersão em SBF, sendo os melhores resultados nas composições com maiores teores de CaO e MgO. Todas as composições também apresentaram não citotoxicidade nos testes de atividade de adesão celular, atividade de proteína durante o estágio de diferenciação no ensaio de ALP, e as células alcançaram diferenciação celular no ensaio de mineralização da matriz extracelular, sendo que os melhores resultados foram obtidos pelas composições com maiores teores de MgO e CaO. Dessa forma, os materiais estudados têm grande potencial para aplicações em implantes na área ortopédica. As composições que apresentam os melhores resultados mecânicos foram SNM2 e SNM3, enquanto as que apresentaram melhores resultados biológicos foram SNM5 e SNM6.

Palavras-Chave: biological materials; biological behavior; ceramics; bone tissues; connective tissue cells; somatic cells; magnesium oxides; silica; calcium oxides; apatites; phosphate minerals; hardness; flexibility; mechanical properties; spectral density; power density; sample preparation; x-ray diffractometers; scanning electron microscopy; performance testing

SONA FILHO, CELSO R. Efeito da presença de SiO2, CaO e MgO em biocerâmicas de nitreto de silício, avaliando a microestrutura, comportamento biológico e propriedades mecânicas. Orientador: Cecilia Chaves Guedes e Silva. 2020. 78 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2020.tde-04112020-154917. Disponível em: http://200.136.52.105/handle/123456789/31716. Acesso em: $DATA.

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Abstract: As ligas de alumínio hipereutéticas fundidas por centrifugação apresentam a possibilidade de obtenção de um gradiente funcional de propriedades no material (Functionally Graded Material - FGM). Na fundição por centrifugação, os compostos menos densos tenderão a se concentrar no diâmetro interno de um tubo centrifugado. Como a massa específica do silício e do Mg2Si são menores do que a do alumínio, as partículas dessas fases tendem a concentrar-se na parede interna de tubos centrifugados. Em função disto, este estudo tem como objetivo dar uma contribuição ao entendimento dos mecanismos de migração das partículas de silício e de Mg2Si numa liga de alumínio hipereutética com 19% de silício e com adições de cobre e magnésio fundidas por centrifugação. Diante disto, foram obtidos tubos da liga Al-19%Si com adições de até 5% de cobre e 5% de magnésio por meio da fundição centrífuga numa rotação de 1700 rpm. A caracterização microestrutural em diversas regiões dos tubos centrifugados foi feita utilizando-se a microscopia óptica e eletrônica de varredura com sistema de análise de imagens. A fração das fases presentes e a dureza Vickers foram determinadas ao longo da parede do tubo em diversas posições de vazamento. A fundição centrífuga promove a segregação de partículas de silício primário e de Mg2Si, com massas específicas menores para a parede interna do tubo. Esta segregação é mais acentuada na região final de vazamento devido ao maior tempo de centrifugação até a solidificação. Uma retenção de partículas junto à parede externa do tubo ocorre em decorrência da mais elevada taxa de resfriamento da liga fundida em contato com a parede do molde mais frio. Esta retenção também foi maior na região do tubo de início de vazamento em relação à de final de vazamento. A adição de cobre intensificou a migração das partículas devido ao aumento da densidade do líquido. O aumento do teor de cobre na liga também inibiu a presença de dendritas de alumínio primário que ocorrem em grandes quantidades nas regiões centrais das paredes dos tubos centrifugados. O perfil de dureza ao longo da parede do tubo indicou um aumento de dureza relacionado diretamente à quantidade de partículas de silício (β) e Mg2Si.

Palavras-Chave: aluminium alloys; silicon alloys; copper additions; magnesium additions; centrifugal fast analyzers; casting; hardness; tubes; walls

CONTATORI, CHESTER. Efeitos do cobre e do magnésio na microestrutura da liga Al-19%Si fundida por centrifugação. Orientador: Antonio Augusto Couto. 2017. 195 f. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/T.85.2018.tde-29012018-143638. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/28481. Acesso em: $DATA.

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Abstract: Cerâmicas à base de alumina pertencem à classe de materiais denominados estruturais, muito utilizados em ferramentas de corte. A alumina possui boas propriedades para uso como cerâmica estrutural e com o objetivo de melhorar suas tenacidade à fratura e resistência mecânica, são produzidos compósitos com diferentes aditivos. Novos estudos apontam para os micro-nanocompósitos, onde a adição de partículas micrométricas deve auxiliar no aumento da resistência mecânica, e de partículas nanométricas, no aumento da tenacidade à fratura. Neste trabalho foram obtidos micro-nanocompósitos à base de Al2O3 com inclusão de partículas nanométricas de NbC e micrométricas de WC com proporções de 2:1, 6:4, 10:5 e 15:10 e micro-nanocompósitos à base de Al2O3 com inclusão de partículas nanométricas de NbC e micrométricas de TaC com proporção de 2:1 em relação à alumina. Para o estudo de densificação, os micro-nanocompósitos foram sinterizados em dilatômetro com taxa de aquecimento de 20 °C / min até a temperatura de 1800 °C, em atmosfera de argônio. Com base nos resultados de dilatometria, corpos de prova foram sinterizados entre 1500°C e 1700°C, com patamar de 30 minutos, em forno resistivo de grafite e atmosfera de argônio. Foram determinadas as densidades, fases cristalinas formadas, durezas e tenacidades, e analisadas as microestruturas dos micro-nanocompósitos. As amostras Al2O3:NbC:TaC sinterizadas a 1700°C atingiram as maiores densidades aparentes (~95%DT) e a amostra sinterizada a 1600°C apresentou microestrutura homogênea e valor de dureza (15,8 GPa) em comparação à alumina pura. As composições com 3% de inclusões são as mais promissoras para aplicações futuras como ferramentas de corte.

Palavras-Chave: composite materials; nanostructures; aluminium oxides; niobium oxides; tantalum carbides; sintering; dilatometry; microstructure; hardness; fracture properties; cutting tools

SANTOS, THAIS da S. Micro-nanocompósitos de Al2O3/ NbC/ WC e Al2O3/ NbC/ TaC. Orientador: Ana Helena de Almeida Bressiani. 2014. 71 f. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. DOI: 10.11606/D.85.2014.tde-10022015-104122. Disponível em: http://repositorio.ipen.br/handle/123456789/23599. Acesso em: $DATA.

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