Reposiório IPEN: Recent submissions

  • IPEN-DOC 25510

    VIEIRA, ALEXANDRE ; SAMA, RICARDO E. ; JUNIOR, NILSON D.V. ; ROSSI, WAGNER de . Redução do atrito por meio da texturização a laser com pulsos ultracurtos do aço DIN 16MnCr5 / Friction reduction by ultrashort pulsed laser surface texturing of steel DIN 16MnCr5. In: CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECANICA, 10., 20-24 de maio, 2018, Salvador, BA. Anais... Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas, 2018.

    Abstract: A indústria automobilística tem como um de seus principais desafios, e consequentemente, foco de pesquisa, a redução do coeficiente de atrito entre alguns componentes e sistemas presentes nos automóveis. Um dos grandes benefícios dos avanços nesta área é o aumento da vida útil dos componentes e a melhor eficiência do motor. Desta maneira, uma das formas propostas pela tribologia para a redução de atrito é a texturização de superfícies por laser. Neste trabalho, foi abordada a interação de pulsos laser com largura temporal na ordem de femtossegundos com o aço DIN 16MnCr5, utilizado na indústria automotiva. Objetivou-se buscar os melhores parâmetros de processo para obter micro cavidades com pouca ou nenhuma zona afetada pelo calor e sem a presença de rebarbas e material ressolidificado, normalmente presentes na texturização com laser de pulsos longos (nanossegundos). Para a realização do estudo foi utilizada a técnica de escaneamento diagonal, D-Scan, para determinação dos limiares de ablação em função da sobreposição de pulsos. Também foram realizados estudos de formação das cavidades com a variação da posição do ponto focal e do perfil espacial do feixe laser. São apresentados resultados de análises obtidas por microscopia óptica e de varredura e interferometria de luz branca, além de resultados dos ensaios tribológicos que mostraram redução de mais de 10% da força e coeficiente de atrito.

  • IPEN-DOC 25509

    ALMEIDA, ELTON M. de; COELHO JUNIOR, FABIANO G.; CARNEIRO, MARCELO B.; SAMAD, RICARDO E. ; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. ; ROSSI, WAGNER de ; BARBOSA, PATRICIA A. . Efeito da texturização por laser de pulsos ultracurtos no desempenho de ferramentas de corte de metal duro: evolução do desgaste e rugosidade / Texturing effect by femtosecond laser pulses on the cemented carbide tools perfoemance: wear evolution and surface roughness. In: CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECANICA, 10., 20-24 de maio, 2018, Salvador, BA. Anais... Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas, 2018.

    Abstract: A modificação das características das superfícies promovida por lasers de pulsos ultracurtos pode ter aplicação relevante para o setor ferramenteiro. Assim, pretendeu-se aplicar esta técnica avançada de fabricação com o objetivo investigar a influência da texturização por pulsos ultracurtos com duração próxima a 30 femtossegundos (10-15 s) sobre a superfície de saída de insertos de metal duro através da avaliação da evolução do desgaste da ferramenta e rugosidade da superfície usinada. Ensaios de torneamento a seco foram executados em aço inoxidável austenítico (V304UF), mantendo-se as condições de corte constantes em 100 m/min para a velocidade de corte; 0,2 mm/volta para o avanço e 2,0 mm de profundidade de corte. Foram comparadas ferramentas de metal duro sem revestimento texturizada e sem texturização (referência). Os resultados mostraram que o inserto texturizado apresentou melhor desempenho durante a usinagem do V304UF. A ferramenta texturizada apresentou desgaste de flanco menor do que o desenvolvido na de referência. Nesta última houve falha catastrófica da ponta de corte para um tempo de corte de 1,54 min. Os valores de rugosidade para os parâmetros Ra e Rt apresentaram relação com a curva de desgaste, sendo que os maiores valores ocorreram no início e no final dos testes. Além disso, os valores de Ra para a ferramenta texturizada se mantiveram mais próximos do teórico do que para a ferramenta de referência.

  • IPEN-DOC 25508

    MELO, CAIQUE R.; CARNEIRO, MARCELO B.; SAMAD, RICARDO E. ; VIEIRA JUNIOR, NILSON D. ; ROSSI, WAGNER de ; BARBOSA, PATRICIA A. . Efeito da texturização por laser de pulsos ultracurtos na resistência ao desgaste abrasivo de ferramentas de corte cerâmicas / Ultrashort laser pulses effetc on abrasive wear resistance of ceramic cutting tools. In: CONGRESSO NACIONAL DE ENGENHARIA MECANICA, 10., 20-24 de maio, 2018, Salvador, BA. Anais... Rio de Janeiro: Associação Brasileira de Engenharia e Ciências Mecânicas, 2018.

    Abstract: Sabendo-se que compósitos cerâmicos sob condições de deslizamento seco apresentam sérios problemas relacionados ao atrito e desgaste, a aplicação do laser de pulsos ultracurtos na modificação da topografia da superfície de saída tem se mostrado promissora na alteração das condições tribológicas da interface cavaco-ferramenta afetando o mecanismo de formação do cavaco e, consequentemente, a melhoraria do desempenho da ferramenta durante a usinagem. Nesse sentido, o presente trabalho visou investigar o efeito da texturização por laser de femtossegundos (10-15 s) no compartamento tribológico de ferramentas de corte cerâmicas. Para tanto foram realizados ensaios de microdesgaste abrasivo para avaliar a resistência ao desgaste das superfícies de saída (Aγ) de insertos cerâmicos à base de alumina (Al2O3). Os parâmetros do ensaio tribológico foram mantidos constantes variando-se apenas o tratamento de Aγ das amostras ensaiadas, uma referência sem textura e outras duas com dois padrões de textura na forma de microssulcos paralelos com variação no espaçamento entre os canais (passo).. Os resultados mostraram que superfície de referência apresentou maior resistência ao desgaste, e que quanto maior o espaçamento entre os microssulcos melhor a resistência ao desgaste para as ferramentas cerâmicas texturizadas nas condições de ensaio investigadas.

  • IPEN-DOC 25507

    LIMA, SAMIA R.M. ; FAUSTINO, MAINARA G. ; SANTOS, EDDY B. dos ; SILVA, TATIANE B.S.C. da ; PIRES, MARIA A.F. ; COTRIM, MARYCEL E.B. . Determinação das frações de fósforo no sedimento superficial dos principais rios da cidade de São Roque/SP / Determination of phosphorus fractions in the surface sediment of the main rivers of the city of São Roque/SP. In: ENCONTRO DE ENGENHARIA SANITARIA E AMBIENTAL, 18.; SIMPOSIO LUSO-BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITARIA E AMBIENTAL, 18., 10-12 de outubro, 2018, Porto, Portugal. Anais... 2018. p. 1-8.

  • IPEN-DOC 25506

    FAUSTINO, MAINARA G. ; LIMA, SAMIA R.M. ; SANTOS, EDDY B. dos ; MONTEIRO, LUCILENA R. ; COTRIM, MARYCEL E.B. ; PIRES, MARIA A.F. . Caracterização do escoamento superficial urbano quanto aos metais totais e dissolvidos, SP - Brasil / Characterization of urban surface runoff for total and dissolved metals, SP - Brazil. In: ENCONTRO DE ENGENHARIA SANITARIA E AMBIENTAL, 18.; SIMPOSIO LUSO-BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITARIA E AMBIENTAL, 18., 10-12 de outubro, 2018, Porto, Portugal. Anais... 2018. p. 1-8.

  • IPEN-DOC 25505

    SANTOS, EDDY B. dos ; LIMA, SAMIA R.M. ; FAUSTINO, MAINARA G. ; SILVA, TATIANE B.S.C. da ; MARQUES, JOYCE R. ; COTRIM, MARYCEL E.B. ; PIRES, MARIA A.F. . Avaliação da qualidade hídrica da Microbacia do Ribeirão Guaçu, São Roque/SP, Brasil, adotando o IQA / Water quality assessment of the Guaçu River Microbasin, São Roque/SP, Brazil, applying the WQI. In: ENCONTRO DE ENGENHARIA SANITARIA E AMBIENTAL, 18.; SIMPOSIO LUSO-BRASILEIRO DE ENGENHARIA SANITARIA E AMBIENTAL, 18., 10-12 de outubro, 2018, Porto, Portugal. Anais... 2018. p. 1-8.

  • IPEN-DOC 25552

    DONATO, MARESSA; ALVAREZ, CARLOS; RIBEIRO, MARTHA S. ; ITRI, ROSANGELA. Effects of Pore-forming toxins (PFTs) on oxidized model membranes represented by Giant Unilamellar Vesicles (GUVs). In: CONGRESSO DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE BIOFISICA, 43., 27-30 de setembro, 2018, Santos, SP. Resumo... Rio de Janeiro: Sociedade Brasileira de Biofísica, 2018. p. 79-79.

    Abstract: Sticholysin I (St1) and II (St2) are polypeptides isolated from the Caribbean sea anemone Stichodactyla Helianthus, with a molecular mass of 19401 and 19290 Da, with hemolytic and pore-forming properties in membranes (LANIO et al., 2000). It has been previously determined that the activity of membrane pore formation is related to the N-terminal insertion in the bilayer and lipid phase coexistence must play a role too (ROS et al., 2013). As PFTs, both toxins are considered to have potential appliance in parasitic and tumor diseases (MARTÍNEZ et al., 2007). In this work, we have investigated GUVs composed of nonoxidized POPC and POPC hydroperoxide (POPC-OOH) interacting with ST1 and ST2 by optical microscopy. The results did not reveal a significant PFT-membrane interaction such that no membrane destabilization was observed over incubation time of 20 min. On the other hand, when GUVs were made of mixtures of POPC or POPC-OOH and Sphingomyellin (SM), optical contrast fading was noticed indicating an increase in lipid bilayer permeability due to pore formation. Of note, neither micron-sized pores were observed nor membrane disruption. Further, the results also pointed out vesicles composed of oxidized lipids and SM have a much faster pore forming capacity. Therefore, our results thus suggest that membranes containing -OOH and SM promote the insertion of toxins due to their great fluidity, facilitating the insertion of the TFPs and their differentiation, leading to the formation of pores.

  • IPEN-DOC 25551

    PELEGRINO, M.T.; DIMMER, J.A.; SEABRA, A.B.; RIBEIRO, M.S. ; CABRAL, F.V. . Evaluation of combined photodynamic inactivation and no releasing chitosan nanoparticles on cutaneous leishmaniasis. In: CONGRESSO DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE BIOFISICA, 43., 27-30 de setembro, 2018, Santos, SP. Resumo... Rio de Janeiro: Sociedade Brasileira de Biofísica, 2018. p. 64-64.

    Abstract: Cutaneous leishmaniasis (CL) is a chronic disease developed by parasites of the genus Leishmania that promotes destructive lesions. The available treatments are limited because of side effects, resistance and toxicity. New strategies against CL have been studied such as Photodynamic inactivation (PDI) and exogenous NO donors. The aim of this work was to explore the effects of methylene blue (MB)-mediated PDI in association with encapsulated NO donors in chitosan nanoparticles (NPNO) on Leishmania amazonensis. NPNOs were tested in vitro with L. amazonensis transgenic line expressing luciferase at increasing concentrations (25-200μM) and inhibitory concentrations (IC50 and IC90 ) were calculated. Based on inhibitory concentrations results, twelve BALB/c mice were infected in the left footpad and randomly assigned to experimental groups (n=4): Control (non-treated), G1 (two PDI sessions), G2 (two PDI sessions and 80 μM of NPNO, immediately after PDI) and G3 (only 80 μM NPNO). PDI was performed using a red LED (λ= 660±22 nm) at 150 J/cm² fluence and MB at 100 μM. Parasite burden was obtained by bioluminescence every day, in the first 96 h and for the next 4 weeks, once a week. Test groups presented significant reduction in parasite load compared to control during all experimental period. In the first 24 h after treatments, parasite burden was significant lower for G2. After 96 h, all test groups were similar. Following 4 weeks, statistically significant differences were noticed when test groups were compared to control but parasite burden was similar among all treated groups. Under conditions used in this study, our results show that NPNOs were not able to sustain the parasite killing promoted by MB-mediated PDI on CL induced in mice 24 h after treatments.

  • IPEN-DOC 25550

    YOSHIMURA, T.M. ; BAPTISTA, M.S.; RIBEIRO, M.S. . Biochemical changes in serum of obese mice related to photoactivation of brown adipose tissue. In: CONGRESSO DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE BIOFISICA, 43., 27-30 de setembro, 2018, Santos, SP. Resumo... Rio de Janeiro: Sociedade Brasileira de Biofísica, 2018. p. 35-35.

    Abstract: Obesity is closely related to the development of insulin resistance and type-2 diabetes. Mammal fat consists of white and brown adipose tissues (WAT and BAT). Although most fat is energy-storing WAT, brown adipocytes dissipate energy as heat. Thus, the thermogenic capacity of BAT and its activation makes it an interesting target for treating metabolic syndrome (MS). On the other hand, photobiomodulation (PBM) has proven to be beneficial to manage the chronic inflammatory component of obesity and hyperglycemia by irradiating WAT. However, PBM has still not been used to activate BAT. In this work, obese and hyperglycemic mice were treated with PBM, and their BAT was irradiated. The mouse serum was collected and submitted to attenuated total reflection (ATR)- Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy to evaluate the biochemical changes promoted by PBM. Five animals were fed with standard food (normal diet – ND) and used as negative control. The remaining 10 animals were submitted to a hyperlipidic diet (high fat – HF) and their body mass, Lee index and glycemia were measured weekly during 15 weeks to induce MS. After MS establishment, the HF animals were divided into two groups: HF and HF660. The HF660 group was exposed to six irradiation sessions using a 662 ± 20 nm LED. The radiant exposure was 5.7 Jcm-2 at 19 mWcm-2 per session, delivered at 300 s, on days 1, 3, 7, 10, 14 and 21. The HF group was sham-irradiated. After the treatment ended, the mouse serum was collected from cardiac puncture under deep anesthesia. Serum samples were prepared and analyzed by ATR-FTIR spectroscopy. The lipid absorptions were responsible for the clearest differences among the IR spectra. An intense C=O stretching absorption at 1742 cm-1 was noticed only for HF group. Acyl CH2 stretching absorptions at 2853 and 2925 cm−1 were also more pronounced in HF group. After PBM, these major lipid peaks decreased their vibrational modes. In fact, hierarchical cluster analysis identified the similarities between the spectra and grouped ND and HF660 groups into a same cluster. Taking together, our findings suggest that PBM applied to the BAT is able to promote biochemical changes in serum of obese mice mainly in lipid bands.

  • IPEN-DOC 25504

    PEREIRA, SAULO ; CONTATORI, CAROLINA ; RIBEIRO, MARTHA S. . Low level light therapy on breast tumor. In vitro and in vivo studies. In: CONGRESSO DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE BIOFISICA, 43., 27-30 de setembro, 2018, Santos, SP. Resumo... Rio de Janeiro: Sociedade Brasileira de Biofísica, 2018. p. 62-62.

    Abstract: Low Level Light Therapy (LLLT) has been gaining prominence in health areas due to search for less invasive and cost-effective treatments. However, its use is not indicated to treat patients with cancer due to a few studies in vivo. The aim of this work was to evaluate the effects of LLLT on breast tumor 4T1 cells in vitro and in a murine model. For the in vitro assay, 4T1 cells were submitted to a single session of LLLT with red light (660 ± 20 nm) delivering energies of 1.2 J and 6 J. The cell viability was measured by MTT assay. For in vivo study, nine BALB/c female mice (6 weeks old) received 4T1 cells transfected with luciferase (4T1-Luc) into the mammary fat pad. After two weeks, the animals were divided into control (n=3) and test groups were submitted to LLLT with same parameters described above. The tumor progression was monitored by a caliper and bioluminescence. The anti-fatigue effect of LLLT was assessed by a forced swimming test. Our results showed that LLLT was not able to increase cell viability regardless the energy used. In vivo, the lower energy promoted an increase of the tumor volume compared to control group. On the other hand, the higher energy was able to arrest tumor progression as well as increase the swimming time. Taken together, our results suggest that LLLT triggers opposite effects on breast tumor depending on the type of assay.

  • IPEN-DOC 25503

    HADDAD, PAULA; SAULO, VICTOR T.; RIBEIRO, MARTHA S. ; PEREIRA, SAULO T. ; YOSHIMURA, TANIA M. . Superparamagnetic iron oxide nanoparticles covered with methylene blue for antimicrobial photodynamic therapy. In: INTERNATIONAL MATERIALS RESEARCH CONGRESS, 27th, August 19-24, 2018, Cancún, México. Abstract... 2018.

  • IPEN-DOC 25501

    SOUZA, FELIPE M.; PARREIRA, LUANNA S.; OLIVEIRA, VITOR H.A.; PINHEIRO, VICTOR S.; BATISTA, BRUNO L.; NANDENHA, JULIO ; NETO, ALMIR O. ; SANTOS, MAURO C.. Niobium as co-electrocatalyst for Pd in alkaline medium: improved selectivity and mechanism for ethanol electrooxidation reaction. In: REUNIAO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE QUIMICA: CONSTRUINDO O AMANHA, 41., 21-24 de maio, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... São Paulo: Sociedade Brasileira de Química, 2018.

    Abstract: Direct ethanol fuel cells (DEFC) have been evaluated as a possible alternative source of sustainable energy, because it can reach high current densities with minimal pollutant production [1]. In this work, we report the synthesis of PdxNby/C binary electrocatalysts supported on Vulcan XC-72 carbon by the sol-gel method [2]. These synthesized electrocatalysts were physically characterized by DRX, EDS, ICP-MS, XPS and TEM. Their electrochemical activities (CV and CA) were evaluated as already reported by Souza [2]. Here, we reported new results from Tafel plots and FTIR ex situ experiments for ethanol oxidation reaction using those electrocatalysts. Pd/C electrocatalyst has the EOR governed by two determining steps since it showed two straight lines between 570 mV and 730mV, presenting also two different slopes (a and b, in Figure 1). Unlike the other electrocatalysts, with Nb in their chemical composition, that the EOR occurs by one determining step since there is just one slope. The exchange current densities (A cm-2) were 2.3x10-17, 2.7x10-12, 6.6x10-10, 3.6x10-11 and 7.3x10-11 for Pd/Ca, Pd/Cb, Pd1Nb1/C, Pd3Nb1/C and Pd1Nb3/C, respectively. This shows that Nb increases the electron exchange rate at the analyte/electrode interface, improving the kinetics of the EOR reaction [3]. FTIR experiments strengthened the evidence that Nb modifies the Pd mechanism for EOR electrocatalysis to a mechanism that present almost no formation of acetaldehyde, avoiding the reaction ... The FTIR spectra showed that Pd1Nb1/C displays the highest production of CO2 and the lowest production of acetaldehyde. Furthermore, the ADT experiments with ICP-MS analysis indicated that Pd1Nb1/C obtained the highest peak current density during 1000 cycles of the experiment, presenting the lowest Pd mass loss after the ADT.

  • IPEN-DOC 25485

    GENTIL, TUANI C.; PARREIRA, LUANNA S.; SOUZA, FELIPE M. de; PINHEIRO, VICTOR S.; NANDENHA, JULIO ; OLIVEIRA NETO, ALMIR ; SANTOS, MAURO C. dos. Carbon supported hybrids nanostructures PtSn with CeO2 nanorods for Direct Ethanol Fuel Cells. In: REUNIAO ANUAL DA SOCIEDADE BRASILEIRA DE QUIMICA: CONSTRUINDO O AMANHA, 41., 21-24 de maio, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... São Paulo: Sociedade Brasileira de Química, 2018.

    Abstract: New energetic sources have been the focus of current researches, including on fuel cells. This device has as its operating principle the conversion of chemical energy into electrical energy, making possible the use of renewable energy sources [1]. In the fuel cells operation are applied nanostructured electrocatalysts capable of oxidizing organic molecules such as ethanol [2]. This work was carried out using PtSn-based electrocatalysts with ceria nanorods (CeO2), synthesized by chemical reduction method via sodium borohydride [2], and supported on carbon Vulcan XC 72 (20% w/w). The synthesized materials have the following mass metal ratios: Pt/C; Pt3Sn1/ C and Pt3Sn1_20%NR/ C, with % of the Pt3Sn1 load replaced by ceria nanorods in the last nanomaterial, in order to reduce the costs of noble metals such as platinum. The evaluation of the activity for ethanol oxidation is given by polarization and power density curves, according to Figure 1. From the polarization curve it was observed that the Pt3Sn1_20%NR/ presented higher open circuit potential value (572 mV), and power density higher than the Pt/C composite material. The Pt3Sn1/C material presented a higher value of power density related to the others, but Pt3Sn1_20%NR/C generated a power density for ethanol oxidation relatively close to the best activity material, by the supply of oxygenated species improved the electrocatalytic activity for CO oxidation, making its application possible.

  • IPEN-DOC 25502

    BENTO, RODRIGO T. ; PILLIS, MARINA F. . Titanium dioxide films for photocatalytic degradation of methyl orange dye. In: YANG, DONGFANG (Ed.). Titanium Dioxide: material for a sustainable environment. London: IntechOpen, 2018. p. 211-225, cap. 11. DOI: 10.5772/intechopen.75528

    Abstract: The aim of this work was to characterize and evaluate the influence of the thickness on the photocatalytic efficiency of titanium dioxide thin films on the degradation of methyl orange dye under UV light irradiation. The films of 280 and 468 nm thick were deposited on borosilicate substrates at 400°C by the MOCVD technique using titanium isoproxide IV as precursor. XRD analyses showed the formation of anatase-TiO2 phase. Crosssectional FE-SEM images show that the films presented a dense columnar structure and grown perpendicularly to the substrate surface. The photocatalytic activity of the catalysts was studied using UV-vis spectrophotometry The TiO2 film with 468 nm of thickness presented higher photocatalytic activity exhibiting 69% of dye degradation. The increase of grain size and thickness of the films promoted an improvement of photocatalytic efficiency.

    Palavras-Chave: titanium oxides; films; chemical vapor deposition; photocatalysis

  • IPEN-DOC 25547

    RODRIGUES, LUCIANA A.S.; MEIRELES, GEORGE C.X.; RODRIGUES, LETICIA L.C. ; GALON, MICHELI Z.; FAVARATO, DESIDERIO; KREIMER, SERGIO; MARCHIORI, GILBERTO G.A.; LIMA, ADRIANA C. de. Comparação da exposição radiológica de pacientes submetidos à coronariografia e à intervenção coronária percutânea estadiada ou ad hoc pelo acesso radial / Comparison of radiological exposure of patients undergoing coronary angiography and staged or ad hoc percutaneous coronary intervention by radial access. Journal of Transcatheter Interventions, v. 27, n. eA201814, p. 1-7, 2019. DOI: 10.31160/JOTCI201927A201814

    Abstract: Introdução: A intervenção coronária percutânea ad hoc pelo acesso radial tem se tornado frequente nos serviços de cardiologia intervencionista, com redução das taxas de sangramento, complicações vasculares e diminuição dos custos. São escassas, na literatura médica, informações sobre as taxas de exposição radiológica (produto kerma área − Pka − e kerma incidente no ar − Kai), nesses procedimentos por tal via. O objetivo do estudo foi comparar as variáveis radiológicas das intervenções coronárias percutâneas estadiadas com as intervenções ad hoc pelo acesso radial. Métodos: Foram estudados 120 pacientes, divididos em dois grupos de 60 cada, submetidos à coronariografia diagnóstica e intervenção coronária percutânea estadiada (Grupo A) vs. ad hoc (Grupo B), pelo acesso radial, no período de agosto de 2014 a setembro de 2015. Foram mensurados os valores das taxas radiológicas. Resultados: Quando comparados os Grupos A e B, observamos índice de massa corporal de 27,83±4,20kg/m2 vs. 26,88±4,14kg/m2 (p=0,3); Pka total de 16.222,5±10.613,5μGym2 vs. 12.029,2±7.360,6μGym2 (p=0,01); Kai total de 3.886,8±2.946,7mGy vs. 2.940,3±1.841,0mGy (p=0,04); tempo de escopia total de 23,2±13,17 minutos vs. 17,1±9,68 minutos (p=0,0009), escore SYNTAX de 14,7±8,3 vs. 13,7±8,9 (p=0,54). Conclusão: As taxas radiológicas das intervenções coronárias percutâneas ad hoc foram menores do que nas estadiadas pelo acesso radial.

    Palavras-Chave: radiation doses; radiology; cardiovascular system; arteries; surgery; biomedical radiography; statistical data

  • IPEN-DOC 25541

    VARCA, JUSTINE P.R.O. ; FERRARI, ANDRE ; PIGNATA, DANILO R. ; GUAZZELLI, STEFANE K. ; KLINGBEIL, MARIA F.G. ; VARCA, GUSTAVO H.C. ; LUGAO, ADEMAR B. ; MATHOR, MONICA B. . Development of gelatin based scaffold by gamma radiation for application as platelet rich plasma support for wound treatment. Regenerative Research, v. 7, n. 2, p. 44-44, 2018.

    Abstract: Gelatin is a natural polymer originated from the collagen, and presents poor mechanical properties, however it is a natural and biocompatible polymer, and collagen is the main component of the extracellular matrix1. Poly-vynil (alcohol) is an artificial polymer with interesting mechanical properties and biocompatibility. Such polymers have been largely scientific studied for biomedical application2. Platelet Rich Plasma (PRP) has been widely scientific explored in many medical fields in the last decades, especially in orthopedic area and in athletic treatments3. Based on the PRP desired properties regarded to the tissue regeneration, the present work aimed to develop a scaffold to support PRP release for wound treatment and study the influence of different radiation doses on a scaffold formation to apply as support for PRP release for wound treatment. In specific terms, the impact of radiation will be evaluated through physicochemical and morphologic characteristics. In the study, two polymers of different characteristics were applied, and scaffolds were prepared based on two formulations, one composed by gelatin (7%, w/w) and PVA (5%, w/w), and the second by gelatin (10%, w/w) and PVA (5%, w/w). The formulations were solubilized together in distilled water and heated up to 80 ºC under constant stirring for 1 hour. Posteriorly, the blends were disposed in circular glass molds. The samples were cooled at 4 ºC for at least 24 h and then irradiated at 15, 25 and 50 kGy. After irradiation, the samples were frozen and freeze dried. The scaffolds were characterized in terms of structure and morphology by mechanical assays, differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy, optical coherence tomography and infrared spectroscopy. In addition, platelet adhesion and release, and cytotoxic assays were also performed. Samples irradiated at 15 kGy presented pore size diameter of around 1.4 μm and porosity of 54%, while samples irradiated at 25 kGy, presented pore size diameter of around 1.1 μm and porosity of 49%. Optical coherence tomography showed that gelatin control samples presented more superficial degradation as irradiation dose increased, while PVA control sample presented higher integrity, indicating that this polymer is less sensitive to gamma radiation. The system presented suitable mechanical properties and the platelet adhesion and release assays showed that the scaffold presented adequate pore size range to host and release the platelets, and non-cytotoxic to platelets, featuring adequate properties to be applied as dressing for wound treatments.

    Palavras-Chave: polymers; gelatin; gamma radiation; mechanical properties; wounds; therapy; animal tissues; biological regeneration

  • IPEN-DOC 25540

    FUNARI, ANA P. ; ANTEBI, URI; SANTOS, LUIZ A.; VIEIRA, DANIEL P. ; MIRANDA, JURANDIR T. de; ALVES, NELSON M.; FREITAS, ANDERSON Z. de ; MATHOR, MONICA B. . Optical and histological evaluation of human tendon tissue sterilized by ionizing radiation. Regenerative Research, v. 7, n. 1, p. 122-122, 2018.

    Abstract: Sterilization by irradiation is a technique that is used by tissue banks aiming to eliminate contamination of human allografts, being a safe method, free of residue and used as final sterilization. After the tissue procurement, these undergo a series of processing stages and then are packaged and preserved by freezing. Despite aseptic care of the material those may be subjected to sterilization in the final packing by ionizing radiation, raising the security level of sterility of the tissue. The aim of this study was to evaluate the effects of application of ionizing radiation, produced by 60Co source in human tendons preprocessed (A-alcohol + antibiotic; B- H2O2 + ultrasound) obtained through collaboration with tissue banks and preserved by freezing in -80° C, the radiation absorbed doses in processing were 12.5, 15 and 25 kGy, each one with their corresponding non-irradiated control, to examine possible structural or morphological alterations. The irradiated samples and their controls were analyzed by means of optical coherence tomography (OCT) and optical coherence tomography polarization sensitive (PS-OCT), and histological tests had been stained with hematoxylin-eosin (HE). According to the results the tissue processed with alcohol/antibiotic in conjunction with irradiation proved to be the most effective.

    Palavras-Chave: absorbed radiation doses; alcohols; animal tissues; antibiotics; cobalt 60; freezing; histological techniques; ionizing radiations; radiation effects; sterilization; tendons; tomography

  • IPEN-DOC 25536

    ARAUJO, JOAO V. de S. ; XAVIER, MARIANA M. ; MACHADO, CARULINE S.C. ; QUEIROZ, FERNANDA M.; COSTA, ISOLDA . Estudo da influência dos tratamentos termomecânicos T8 e T851 na microestrutura e na resistência à corrosão da liga AA2198. Revista Corrosão & Proteção, v. 15, n. 63, p. 32-44, 2018.

    Abstract: Ligas de Al-Cu-Li têm mostrado grandes vantagens em relação às convencionais ligas de Al-Cu usadas na indústria aeroespacial, devido as boas propriedades mecânicas e baixa densidade. As propriedades mecânicas destas ligas dependem de sua microestrutura e esta por sua vez dos tratamentos termomecânicos na qual as ligas são submetidas durante o processo de fabricação. Neste estudo os efeitos de dois tratamentos termomecânicos, T8 e T851, na resistência a corrosão da liga AA2198 foram comparados. O principal precipitado endurecedor destas ligas, a fase T1 (Al2CuLi), foi analisada por microscopia eletrônica de transmissão (TEM). Os resultados de microestrutura, microdureza e calorimetria diferencial de varredura (DSC) mostraram diferenças para as ligas com os dois tratamentos. A liga submetida ao tratamento T851 mostrou maior densidade de fase T1. Além disso, a caracterização microestrutural revelou grãos alongados para o tratamento T8 e grãos equaxiais para tratamento T851. Estes resultados foram comparados com os do ensaio de imersão e de visualização em gel.

    Palavras-Chave: aluminium alloys; microstructure; aerospace industry; corrosion resistance; vickers hardness; calorimetry; thermomechanical treatments; mechanical properties

  • IPEN-DOC 25535

    KLUMPP, RAFAEL E. ; SILVA, REJANE M.P. da; DONATUS, UYIME ; MACHADO, CARULINE de S.C. ; AYUSSO, VICTOR H. ; MILAGRE, MARIANA X. ; ARAUJO, JOAO V. de S. ; COSTA, ISOLDA . Influência da composição da solução de tratamento de superfície na resistência à corrosão da liga AA2024-T3. Tratamento de Superfície, n. 212, p. 23-28, 2019.

    Abstract: Os tratamentos de superfície de ligas de alumínio em soluções contendo íons de terras raras têm se mostrado promissores para a substituição dos tratamentos que utilizam íons de cromo hexavalente em sua composição. A composição das soluções de tratamento com terras raras é um fator importante na propriedade de proteção à corrosão da camada superficial formada. Neste trabalho, o efeito da adição de peróxido de hidrogênio à solução de tratamento para proteção à corrosão da liga AA2024-T3 foi investigado por técnicas eletroquímicas e microscópicas. Os resultados mostraram que a adição do peróxido de hidrogênio altera a morfologia da camada, o mecanismo de formação desta e resulta em propriedades de proteção levemente inferiores às da camada formada na ausência de peróxido.

    Palavras-Chave: aluminium alloys; corrosion protection; hydrogen peroxide; corrosion resistant alloys; layers; atomic force microscopy; scanning electron microscopy; spectroscopy; electric impedance; cerium nitrates

  • IPEN-DOC 25500

    VIOLIN, K.B. ; GOIA, T.S.; BRESSIANI, A.H.A. ; BRESSIANI, J. . Alumina porous microspheres produced by snowballing technique, a new approach towards developing a suitable ceramic column for Tc-99m generators and other applications. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 1189-1189.

    Abstract: Tecnetium-99m generators requires an alumina column to adsorb and hold Molybdenum-99m, this alumina needs to have an increased specific surface area but if the particles are too small they can clog the glass column filter and impair the functioning of it. Considering manufacturing particles of spherical shape, micro-scale size of less than 1mm and loose arrangement still presents a challenge, despite the existence of many processes to obtain such structures involving several steps they lack pores. Microspheres are of great interest because they have a high packing capability, if combined with pores the possibility of possessing an increased surface area leads them to a wide range of applications. The microarchitecture represented by microporosity gives an adsorption potential to microspheres. Snowballing technique is a new process shown to be a suitable method for obtaining ceramic spheres without additives or binders. The method developed is based on a mechanical continuous movement of the particles, relying on the normal ability of the ceramic powders to aggregate themselves while rolling in a cylindrical container for long periods. The physical forces involved in the process, gravity, particle attraction, centripetal force and shocking transforms the ceramic aggregates into rounds with an asteroid like shape on its surface [1]. With this method it was possible obtain microspheres with 40% of porosity and rough surface measuring between 1mm to less than 250μm, according to the sieves used to separate them. This work presents the obtaining of alumina microspheres through Snowballing technique for use on Tc-99m generators. In an effort to broaden the range of application, architecture and microstructures are major aspects of concern hence the obtained microspheres can be also used for other purposes.

  • IPEN-DOC 25499

    BABISK, M.P.; AMARAL, L.F.; RIBEIRO, L.S.; PRADO, U.S. ; MONTEIRO, S.N.; VIEIRA, C.M.F.. Effects of red mud on properties of red ceramics. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 1130-1130.

    Abstract: Alumina is obtained through the chemical processing of bauxite, known as Bayer process. During this process an insoluble residue denominated red mud is generated. In addition to silica, red mud has high levels of iron, sodium, calcium and other elements that can add important characteristics to ceramic products. In this sense, this work had the objective of evaluating the effect of utilization of red mud as raw material to traditional ceramic production. As raw materials, besides the red mud, two clays suitable for ceramic products manufacturing were used. The raw materials were submitted to physical, chemical, mineralogical and morphological characterization. The specimens were prepared by uniaxial pressing and sintered in temperatures at 850, 950 and 1050 °C. The relative dry density, firing linear shrinkage, water absorption and mechanical resistance were evaluated. It was demonstrated the real potential that this ceramic segment has in attempt to provide a technical and environmentally correct solution for utilization of red mud as raw material.

  • IPEN-DOC 25498

    FERREIRA, T.S. ; CARVALHO, F.M.S.; GUEDES-SILVA, C.C. . Densification and microstructure of Si3N4-TiN ceramic composites. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 1018-1018.

    Abstract: Silicon nitride (Si3N4) is a ceramic material widely used in various structural applications at high temperatures owing to its excellent combination of mechanical and thermal properties. In order to increase the application field of silicon nitride, many researches have been developed to improve its fracture toughness and processing conditions. This work studies the sintering and microstructure of Si3N4-TiN composites, containing Al2O3 and Y2O3 as sintering aids Samples were obtained by the conventional method of mixing powders and sintered at 1750ºC / 1 hour and 1815ºC / 1 hour under nitrogen atmosphere. Density values of the different compositions were determined by the Archimedes method, reaching values between 96.9 and 98.0% of theoretical density, with an apparent porosity less than 0.5%, evidencing the efficiency of the sintering aids. Also, the sintered samples were analyzed by X-ray powder diffraction (XRD) and backscattered scanning electron microscopy (SEM). The results showed the materials developed a microstructure with TiN grains dispersed in a ?-Si3N4 matrix containing an amorphous intergranular phase, which was formed by the liquid phase solidification during the cooling step in the sintering process.

  • IPEN-DOC 25497

    MELLO-CASTANHO, S.R. ; SILVA, J.P. ; CARDOSO, S. . Advanced processing strategies for the development of energy efficient devices with eco-friendly, natural materials. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 995-995.

    Abstract: The search for green technologies and the reduction of environmental impacts has become a constant in the scenario of technology options worldwide and in particular in countries with emerging economies that adapt very easily to the new paradigms of sustainability. Therefore, it is essential to develop new processing strategies for the green manufacture of ceramics to preserve natural sustainability and to generate clean and sustainable energy resources in remote areas. Therefore, the future of ceramic materials requires now to search for simple technological options that result in the use of low energy consumption and low emission of effluents to the environment and low cost. Processes involving mimicry, reuse, recovery, simple value-added products, in short, the development of the methodologies with strong ecological appeal can effectively aid to the economic turnover in manufacturing processes and it is one of the major challenges since the end of last century. This work, dials with the development and optimization of energy efficient processes to generate clean and sustainable energy sources such as the surface activation of natural nanotubes based on Palygorskite clay and the use of vegetable fiber Luffa Cylindrical as replica in porous burner technology. In the first case the green chemistry on surface activation by change Mg cations by radionuclides Ni, Sr, in stable condition shows a promisor potential using this raw material in the mitigation by immobilization of industrial nuclear rejects. In the second one, the controlled colloidal processing shows that it is possible to use silicates to fabricate burning gas light with luminescent characteristics, resistant to use in remote places that have not yet the electric energy available for lightning.

  • IPEN-DOC 25496

    RESTIVO, T.A.G.; BECCARI, R.; DURAZZO, M. ; TELLES, V.; YAMAGATA, C. ; SILVA, A.C. ; TENORIO, J.A.S.; MELLO-CASTANHO, S.R.H. . Micrograded ceramic-metal composites. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 994-994.

    Abstract: Cermet materials are traditional materials for applications as catalysts and solid oxide fuel cell electrodes, i.e. zirconia-Ni and alumina-Ni. The paper shows new designed cermets and processes concerning primary to applications as thermal insulation materials with low emissivity. A new projected microstructure was obtained where dense regions (micropellets) rest inside the main porous pellet. The feature resembles a frozen hypercube (tesseract), therefore such architecture is called hyperpellet. In this way, the material shows both low thermal conductivity and emissivity. The processing method to obtain the hyperpellet cermet is based on 3-steps tape casting forming and 2-steps sintering technique. Metal (Ni) lamellae were prepared by a special mechanochemical process followed by sintering, which remain inside the main pellets as a dense region. The whole pellet is turned to be porous by employing pore former additives. All the constituents and porosity shapes are aligned along the flat disc plane. Micro pellets were also prepared into a rather regular flake morphology type through a suitable granulating process. The thermal conductivity is estimated for hyperpellet type discs and flake powders samples at 800oC by a flash diffusivimeter and compared with commercial ceramic insulation fiber blanked. Ceramography analyses show graded density regions and different constituents and pores with directional feature. Applications of such materials are foreseen as high temperature insulation materials and performant thermal radiation shields.

  • IPEN-DOC 25495

    FUNGARO, D.A. . Processing, valorization and application of waste derived from silica and alumina. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 993-993.

    Abstract: Many industrial processes produce hazardous inorganic wastes which representing a large and increasing global ?ux. Majority of these wastes are dumped in landfills, ash ponds, lagoons and only a very small percentage is reutilized. The value-added applications to reduce/reuse these waste materials are important from the standpoint of sustainable development. Coal Combustion Products (CCPs), an industrial by-product generated during the combustion of coal, contains silica and alumina as the main components allowing their use as raw material for the synthesis of value-added materials. Brazil is the largest recycler of aluminum can in the world. The Al-containing waste generated by aluminum recycling activity can also be employed as a secondary raw material. In our studies, alkali hydrothermal reaction strategies have been proposed in order to obtain ef?cient adsorbent materials from FGD waste. Besides that, NaA zeolite was prepared by alkaline fusion method using aluminum waste from tertiary industry as Al-additive. Samples were characterized by different techniques such as XRF, XRD and cation exchange capacity. Therefore, recover the aluminum content of the hazardous waste and the recycling of CCPs represents a green and feasible alternative to highly valuable product synthesis

  • IPEN-DOC 25494

    XAVIER, G.L. ; USSUI, V. ; OLIVEIRA, R.R. ; ROSSI, W. de ; LIMA, N.B. ; CASTRO, M.C.B. de . Evaluation of 3YTZP films deposited by electrophoretic deposition on titanium and irradiated with Nd:YAG laser. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 922-922.

    Abstract: Titanium is widely used in chemical, power generation, aerospace and biomedical industries because of its good mechanical properties, corrosion resistance and good biocompatibility. However, when is used, for example, in steam turbines is necessary increase the corrosion resistance at high temperature, or when is used in dentistry, when the metallic gray color compromise the aesthetics rehab, it becomes interesting to coat the titanium with a ceramic layers, and 3YTZP (Yttria-stabilized tetragonal zirconia) is suitable for this application, because it has good mechanical properties, good resistance to thermal cycles and good biocompatibility. The electrophoretic deposition is a suitable technique to obtain theses coatings. After deposition, is necessary achieve out the sintering of coating, but the sintering temperature of zirconia is about 1500 °C, and submit metal/ceramic joint to this temperature, cam bring on the degradation of metal. The solution to these problems is performing the sintering using a laser radiation. In this work it was studied the laser irradiation of zirconia ceramic coating deposited on titanium by electrophoretic deposition. Three series of irradiation tests were carried out using Nd:YAG (wavelength 1.06 μm) pulsed laser, energy of 0.5 J, pulse duration of 10 ms and rate of 10 Hz. During the tests, it was studied the influence of fluency, scanning speed and repetition of laser incidence. The repetition covered a range of 1 to 27 times. Prepared samples were characterized by optical and scanning electron microscopy, X-ray diffraction and scratch microindentation. The Xray results showed presence of tetragonal and monoclinic phases in the irradiated coatings. The optical and SEM results showed that densification increases with the increasing of number of laser incidence repetition and the scratch results showed that the irradiated samples presented more scratch resistance than non-irradiated samples.

  • IPEN-DOC 25493

    ARAUJO, M.S. ; PRADO, U.S. ; GENOVA, L.A. . Soda lime silica glasses obtained from industrial solid wastes. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 885-885.

    Abstract: In this work, soda-lime glasses were produced using industrial solid wastes such as rice husk ash (RHA) and spent catalyst at the Petrochemical Fluid Catalytic Cracking units (ECAT) as alternative raw materials for silica (SiO2) and alumina (Al2O3). These correspond to two particularly valuable solid wastes, which are not well explored in the viewpoint of glass production. For the fabrication of vitreous samples we have also used, besides the wastes, commercial sodium carbonate and lime. Soda-lime glass containing the wastes was prepared by melting in alumina crucibles at 1600°C for 1 hour. Annealing treatments were performed for 3 hours at 530°C and then cooled to room temperature inside the furnace. The glass samples were characterized using XRF, XRD, ATG and visible spectrometer. The color measurement by (CIE) chromaticity diagram and optical transmission showed a good optical transparency of the glass samples, which confirmed the total vitrification. The results demonstrate that both can be used in their raw form (without treatment) replacing important raw materials, sources of Al2O3 and SiO2, essential for glass formation. The samples obtained presented amber color due to the presence of nickel (Ni²+ ion) from ECAT. Thus, the obtained glass is suitable for applications requiring low light transmittance such as colored glasses containers in general, which does not require complete visibility and transparency.

  • IPEN-DOC 25492

    SILVA, D.L.C. ; SILVA, A.C. ; ARAUJO, M.S. ; MELLO-CASTANHO, S.R. . Structural reinforcement of Nb2O5 in soda-lime borosilicate glasses for nuclear waste immobilization. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 858-858.

    Abstract: The vitrification process has been used for high level nuclear waste (HLW) immobilization for more than 40 years around the word. However, there are still many difficulties involving the radiation effects in the glass matrixes as, for example, crackings that reduce their mechanical and chemical resistance. The impact of Nb2O5 addition in the CaO-Na2O-SiO2-B2O5 glass system was investigated. The glass samples, produced by melting method, were submitted to extreme chemical attacks like the alkaline ISO 695-1984 (E), the acid DIN 12116-1976 and characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier Transformed Infrared Spectroscopy (FTIR) and Raman Spectroscopy. XRD diffraction patterns obtained before the chemical attacks confirmed the vitreous character of the samples. Raman spectra and FTIR spectra obtained after the chemical attacks indicated that the Nb2O5 is well connected to the glass network, supported by the decrease in mass loss after the chemical attacks, as the the Nb2O5 content was raised in the samples. These results are indicative that the chemical resistance of the studied glasses can be improved by increasing the Nb2O5 content. These results show that the process is a promising alternative to produce new family of the appropriate glasses for nuclear wastes immobilization.

  • IPEN-DOC 25491

    ARAUJO, M.S. ; SILVA, A.C. ; SILVA, D.L.C. e ; MELLO-CASTANHO, S.R. . Variations of Qn distribution in bioactive glasses containing strontium oxide and alumina. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 857-857.

    Abstract: The complexity in designing brand-new compositions as 45S5 Bioglass® is mainly due to the fact the more components you have, the more difficult it is to trace the relationship between composition, structure and bioactivity. Also, the properties of bioactive compositions reflect their ability to release a critical amount of different ions in the surrounding host tissue, creating or not favorable conditions to stimulate cellular processes. Since these properties and process of interaction are directly related to the glass network connectivity, which can be evaluated by Qn distribution and other medium-range structural techniques, the present research studied two series of compositions based on 45S5 however adding amounts of Al2O3 and SrO, to verify the impact of subtle compositional changes in the Qn distribution. The samples were obtained by melting (1500°C) and quenching and characterized by X-ray diffraction (XRD), differential thermal analysis (ATD), Fourier transform infrared (FTIR) and Raman spectroscopy. The initial results indicates that the matrix of typical bioactive phospho-silicate glasses which consists to be mostly Q², with some Q³, structures have been maintained in samples containing only SrO (0-2,7%mol). However, the samples containing both Al2O3 (2%mol) and SrO (0-2,7%mol) indicates that the addition of 1%mol SrO there is an increase of Q² in detriment of Q³, but then when the addition is up to 2,7%mol there is a decrease of Q² inversely proportional to Q³. Although these changes have been presented, none of the samples of both series presented cytotoxicity. Furthermore, studies on biocompatibility are being conducted to evaluate its impacts on their bioactivity.

  • IPEN-DOC 25490

    OLIVEIRA, L.N.; ANDREETA, M.R.B.; SCHIMIDT, F.; ANTONIO, P.L. ; NASCIMENTO, E.O.; CALDAS, L.V.E. . Borate and silicate glasses as high-dose linear response dosimeters. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 829-829.

    Abstract: The search for new sensor materials is a continuous effort in materials engineering field. Aspects such as lower production costs and better sensitivity response, are of great technological importance and the main goals on this quest. The food and medical industries are the ones that benefit most from this research. In the food industry, for example, one of the processes that have been widely used is the application of high doses of gamma radiation in fruits and vegetables. Ionizing radiation destroys bacteria and fungi, increasing the shelf life of foods. In this way, there is the need for the development of dosimeters to monitor the dose used which can reach up to 20,000 times of the lethal ones for humans. Glasses are being considered for high-dose dosimetry applications, since its production costs are lower compared to other materials. However, it must fit another desirable characteristic, which is the linear response with respect to the radiation dose exposure. When glasses are exposed to high-dose gamma radiation, their optical absorption spectra changes. Although there is not a full agreement on the cause of that change in the optical spectra, it is believed that this is a combination of color centers produced by the entrapment of either electron-hole generated and/or due to some oxidized transition metal impurities. In this work, small rectangular pieces (1 x 1 x 4) mm3 of commercial soda-lime glasses, lithium and sodium diborates were irradiated with doses up to 10000 Gy, using a 60Co Gamma Cell-220 system. The samples were characterized by UV-Vis and Fourier Transform Infrared (FTIR) spectrometry. The dose-response data showed good linear relationships at 250 nm (R2=0.9972). The highest linearity was shown for lithium diborate, sodium diborate and commercial soda-lime glass, respectively. Based on the data presented, it is also shown that these glasses may be used as Yes/No in situ detectors.

    Palavras-Chave: ionizing radiations; borates; boron compounds; silicates; dosemeters; food industry; food processing; gamma radiation; radiation detectors

  • IPEN-DOC 25489

    SALES, J.N. ; POVEDA, P.N.S. ; GARCIA, R.H.L. ; VALENZUELA-DIAZ, F.R.; SILVA, L.A. . Effect of the incorporation of green lake clay in the property of impact and crystallinity of polypropylene. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 813-813.

    Abstract: Clays are extremely versatile materials, being present in many industrial activities. For applications in plastic materials it is necessary to pre-treat the clays by means of an organophilization process. In this work, Green Lake clay was treated with three different ammonium quaternary salts. The choice of the quaternary salt used in the later steps was performed based on the water swelling test results. The efficiency of organophilization of Verde Lago clay was verified by X-ray diffraction technique (XRD), verifying the basal distance between lamellae of the structure. Polypropylene composites were prepared with additions of 0.5% 1.0% and 2.0% by weight of the Verde Lago clay, which were characterized by means of the thermogravimetric test (TGA), to verify the actual clay content in each composite; differential scanning calorimetry (DSC) for analysis of degree of crystallinity and resistance to Charpy impact

  • IPEN-DOC 25488

    GENOVA, L.A. ; SILVA, A.A. . Optimization of green machining of ZrO2 via a simple and small CNC mill. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 812-812.

    Abstract: Machining of sintered ceramics is a slow, costly process and is therefore not suitable for the production of parts with complex geometry. Therefore the machining of green or partially sintered (bisque) bodies becomes a highly interesting alternative. Recent advances in cad/cam technology have enabled the feasibility of green machining for the production of ceramics on both, large and custom scale. Characteristics of the green or partially sintered ceramic body (mechanical strength, hardness, density, etc.) define its machinability. At the same time the machining parameters (feed rate, depth of cut, and tool – rotation, material and geometry) can optimize this machinability, producing a low roughness and crack-free machined surfaces, and preventing chipping of the edges. In this work, isostatically pressed zirconia ceramics, green or partially sintered (800 to 1000 °C) were machined, with and without cooling liquid, in a simple and low cost CNC milling machine. Parameters such as the rotation, geometry and grain size of diamond impregnated mild steel tool, the feed rate and the depth of cut were varied and the design of experiments (DOE) method was applied to determine the influence of these parameters in the roughness of the machined surface, the formation of microcracks, the integrity of the edges, and the wear of tool. It was verified the benefit of the cooling in the wear of the tool and also in the finishing of the green and sintered surface. It was possible to reach a set of conditions related to the characteristics of the ceramic bodies and to the milling parameters that allowed obtaining surfaces with low roughness (Ra< 1.2 micron), free of cracks and without chipping of the edges.

  • IPEN-DOC 25487

    YAMAGATA, C. ; LEME, D.R. ; MORAIS, V.R. . Novel method for the synthesis of Dy-doped yttrium disilicate phosphors. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 626-626.

    Abstract: Yttrium disilicate (Y2Si2O7) displays interesting structural properties because of its high refractoriness and stability in oxidizing environments. With its wide band gap and excellent thermal and chemical stability, it has been shown to be one of the most efficient host lattices for rare earth ions, which substitute Y3+ ions. When it is doped with different metallic ions, yttrium silicates exhibit attractive luminescent properties for potential applications, such as plasma displays, laser materials and high-energy phosphors. The use of solid-state reaction for yttrium disilicate synthesis shows disadvantages such as long times and temperatures of processing and formation of undesirable by-products. The objective of this work was to obtain silica (SiO2) nanoparticles by surfactant-assisted sol-gel process, using sodium silicate (Na2SiO3) as Si precursor, and its application on the synthesis of yttrium disilicate-based (Y2Si2O7) phosphors. Yttrium hydroxide was added to obtained silica nanoparticles, by precipitation from yttrium nitrate. Two precursors of yttrium disilicate were prepared: un-doped and doped with dysprosium 2,5 at %, (Y1,95Dy0,05Si2O7). The obtained powders were characterized by X-ray diffraction (XRD), to identify the polymorphic phases of yttrium disilicate, scanning electron microscopy (SEM), to observation of morphology. and luminescence spectroscopy. It was observed that ?-phase of Y2Si2O7 was obtained at 1300°C and showed sharper luminescence peaks in comparison with ?-phase. 7th International Congress on Ceramics & 62º Congresso Brasileiro de Cerâmica June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu - PR - Brazil 626

  • IPEN-DOC 25486

    MORAIS, VINICIUS R. de ; LEME, DANIEL de R. ; YAMAGATA, CHIEKO . Preparation of Dy3+-doped calcium magnesium silicate phosphors by a new synthesis method and its luminescence characterization. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Proceedings... 2018. p. 574-583.

    Abstract: Recently, rare-earth doped alkaline earth silicates have been researched extensively as a new generation of afterglow phosphors. Compared with the conventional sulphide materials used for this purpose, silicates yield luminescence with longer duration time and higher bright, as well as improved chemical stability and lower cost. In the present work, Dy-doped calcium magnesium silicate phosphors were prepared by joining the methods sol-gel and co precipitation. Silica gel was obtained from sodium silicate solution. Ca, Mg and Dy hydroxides, precipitated from chloride solutions with NaOH, were added to the obtained gel. After washing for removal of Cl- ions, the product was annealed at 1000°C for 2 hours. XRD results confirmed the formation of diopside phase (CaMgSi2O6). The product was later characterized by SEM and luminescence spectroscopy.

  • IPEN-DOC 25484

    MORAES, L.P.R. ; MARANI, D.; MACHADO, M.F.S. ; RODRIGUES, L.N. ; FONSECA, F.C. ; ESPOSITO, V.; SUN, Z.. Bottom-up and top-down approaches to the synthesis of 2D gadolinium-doped cerium oxide (CGO) at low temperature. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 543-544.

    Abstract: In the last decades, 2D nanosheets have been studied for their physicochemical properties, which are different from the bulk of the original material or any other nanostructure, therefore a challenging and exciting area of nanomaterial synthesis. Nanosheets can be used in the production of low cost electro-optics, stable highperformance batteries, high performance catalysts, etc. In general, there are two main approaches in the synthesis of nanomaterials: top-down and bottom-up. A top-down approach starts from a macroscopic material, which undergoes exfoliation or grinding to reduce its size to a nanometric scale. However, this type of process induces defects, compromising its properties. In the bottom-up method the nanostructures are built molecule by molecule, resulting in a more homogenous and controlled material. In this work, 2D nanostructures of gadolinium-doped cerium oxide (CGO) were synthesized by two simple and reproducible routes; both by aqueous precipitation induced by the hydrolysis of hexamethylenetetramine. The CGO materials synthesized were characterized by their composition, morphology and crystallographic characteristics. The combined experimental results indicated that different morphologies of 2D CGO can be obtained by controlling the synthesis parameters. The temperature of the reaction medium was decisive in the formation of a more homogeneous structure, establishing the optimum temperature to 10 ºC for the synthesis of nanosheets. The method of liquid exfoliation, with a solution of ethanol:water in an ultrasonic bath, was also established to obtain a suspension of nanosheets. Comparing the microscopic images of the materials synthesized by the top-down and bottom-up methods, it can be observed that the latter favours the formation of a more homogeneous nanostructure, leading to the obtention of exfoliated nanosheets with a shorter reaction and ultrasonic exfoliation time. Lead-based ceramics are widely used piezoelectric materials due to their excellent piezoelectric properties, but they are not environmentally friendly due to lead oxide toxicity. [1] Therefore, a number of studies have been carried out to improve electrical properties of different kind of ABO3 perovskites. [2] In the (1-x)K0.5Na0.5NbO3- xBaTiO3 system the effect of (K,Na) substitution by Ba decreases the temperature of the maximum dielectric permittivity and improves the dielectric properties. Consequently, this kind of materials can be used as an alternative candidate to replace conventional piezoelectric materials [3]. In this work, we present the synthesis and characterization of (1-x)K0.5Na0.5NbO3–xBaTiO3, (x= 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07) based lead-free piezoelectric ceramics through the solid-state reaction route. Powders were mixed in different compositions with the final propose of obtaining extensive applications. It was observed that Ba2+ ions occupy the A sites of the perovskite structure, while Ti4+ ions replace Nb5+ ions at the B sites, resulting in the distortion of the perovskite structure. Additionally, for the highest BaTiO3 concentration a practically constant dielectric constant curve was registered from 20 to 500°C, whereas the loss tangent values ??were low. Lead-based perovskites are widely used for actuators, sensors and transducers due to their excellent piezoelectric properties. However, the toxicity of lead for the environment and human health led to focus research efforts on finding substitutes for these materials. One candidate is the Bi0.5Na0.5TiO3-Bi0.5K0.5TiO3 solid solution, due to its interesting properties attributed to the presence of a morphotropic phase boundary in the composition Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3. It is known, that the synthesis methods of nanopowders, such as the sol-gel process, allow the control of grain size better that other methods. Consequently, this work focuses on the study of processing conditions and final properties of Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3-based ceramics obtained by the sol-gel method. To obtain the desired phase, the reagents used were sodium acetate (CH3COONa), potassium acetate (CH3COOK), bismuth nitrate (Bi(NO3)3·5H2O) and titanium isopropoxide (Ti(OiPr)4). The acetates and nitrate were dissolved, separately, in glacial acetic acid. Titanium isopropoxide was dissolved in a solution of isopropanol and acetic acid. Acetates and nitrates were added dropwise. The mixture was stirred for one hour. Then, it was dried at 150 °C for 2 hours, and heat-treated at different temperatures (550 to 750 °C). The obtained powders were pressed uniaxially and sintered in the temperature range of 1000

    Palavras-Chave: nanoparticles; cerium oxides; perovskite; ceramics; doped materials; temperature range 0065-0273 k; synthesis; gadolinium additions; lead oxides; toxicity

  • IPEN-DOC 25483

    STEIL, M.C.; GEORGES, S.; GELIN, P.; UHLENBRUCK, S.; FONSECA, F.C. . Gradual Internal Reforming process: development of catalyst layer for Solid Oxide Fuel Cells operating with methane and bioethanol. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 542-542.

    Abstract: In the gradual internal reforming (GIR) process, the water released by the electrochemical oxidation of hydrogen at the anode is used for the steam reforming of the fuel in the catalytic layer deposited over the anode of the SOFC. We have developed a highly active ceria-based catalytic layer that efficiently converts the primary fuel (ethanol or methane) into hydrogen using the electrochemically-generated steam. Ir/CGO catalyst was pretreated at 1173 K in He flow with less than 0.5 ppm O2 prior to catalytic testing. The catalyst consists of Ir nanoparticles (mean size of 4 nm in diameter) supported on the surface of sub-micron gadolinia-doped ceria particles and forms a continuous porous layer (~25 ?m thick) over the Ni-based anode. An anodesupported solid oxide fuel cell (SOFC) was continuously operated for more than 300 hours with direct methane or (anhydrous) ethanol, with a high current density. The catalytic layer associated with the GIR process avoids the carbon deposition on the anode material surface. Such results represent a significant advance towards the development of fuel-flexible SOFC operating with methane or ethanol.

    Palavras-Chave: solid oxide fuel cells; nanoparticles; fuels; ethanol; methane; bioethanol; hydrogen; electrochemistry; oxidation

  • IPEN-DOC 25482

    MORAES, L.P.R. ; MACHADO, M. ; NUNES, L. ; FONSECA, F.C. . Effect of iron doping nano-GDC synthesized via low temperature heterogeneous precipitation. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 541-541.

    Abstract: Gadolinium-doped cerium oxide exhibits beneficial properties for application as an electrolyte in electrochemical devices. However, it requires a high sintering temperature to obtain a fully dense body. In this study the effect of adding iron oxide to gadolinium-doped cerium (GDC) oxide to improve its sinterability and electrochemical performance was accessed. Doped GDC with different Fe molar concentrations (1, 3, 5 mol%) was successfully synthesized by a one-step aqueous precipitation method. Adding Fe 2 O 3 as a sintering aid increases the GDC densification and reduces its usual sintering temperature by ~300 °C. The microstructural and electrical properties of sintered pellets evidenced that using iron oxide as a sintering aid is a promising strategy to decrease sintering temperature of GDC.

    Palavras-Chave: cerium oxides; doped materials; gadolinium additions; iron oxides; sintering; temperature range 0065-0273 k; electrochemistry

  • IPEN-DOC 25481

    FUJIMOTO, T.G. ; MUCCILLO, E.N.S. ; CARVALHO, L.A. . Ionic conductivity of Sr- and Mg-doped lanthanum gallate with La1.55Sr0.55Ga3O7+delta addition. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 537-537.

    Abstract: Sr- and Mg-doped lanthanum gallates are solid electrolytes with ionic conductivity higher than that of the traditional yttria-stabilized zirconia. Moreover, doped lanthanum gallates exhibit wide electrolytic domain and good chemical stability. The combination of their properties turns this compound a promising candidate for application in solid oxide fuel cells operating at intermediate temperatures (550-750°C). In this work, small amounts of La1.55Sr0.55Ga3O7+δ was added to doped lanthanum gallate and the effects of the additive on electrical properties of the base material were investigated by the impedance spectroscopy technique. The X-ray diffraction patterns of sintered specimens show the characteristic reflections of the perovskite-type phase, along with low-intensity diffraction peaks of the commonly detected impurity phases. The impedance spectroscopy diagrams reveal the high-frequency arc due to the bulk resistivity besides a strong overlap of the grain boundary arc with that of the electrode. The grain resistivity decreases for increasing amounts of La1.55Sr0.55Ga3O7+δ.

    Palavras-Chave: doped materials; strontium; magnesium; perovskite; gallium oxides; lanthanum oxides; ionic conductivity; grain boundaries

  • IPEN-DOC 25480

    OLIVEIRA, G.L. ; ANDREOLI, M. ; GENOVA, L.A. . Porous TiO2 microspheres synthesized by internal gelation method. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 535-535.

    Abstract: Titanium dioxide (TiO2) combines an interesting set of characteristics and properties that allow its application in a wide range of areas, including pigments, biomaterials, catalysis, sensors, drugs, ion exchange, etc. TiO2 is the most promising for photocatalysis among the semiconductors due to its high photocatalitic performance, its elevated thermal and chemical stability, and low cost. Recently, it has been intensively studied as a photocatalyst in advanced oxidative processes (AOPs) for the treatment of industrial effluents containing organic pollutants. The objective of this work was to obtain porous TiO2 microspheres from TiCl4 by the internal gelation method, in order to explore this geometry in the optimization of photocatalyst reactors, such as column reactors or fluidized bed reactors (for gaseous effluents), as well as ease of separation. The obtained microspheres were calcined in different conditions, between 550 and 900 °C for one hour, and characterized with respect to their size and sphericity (SEM), crystalline phases present (XRD), specific surface area and porosity (BET/BJH). The effect of the variables of the internal gelation process and of the heat treatment on the characteristics of the microspheres obtained was evaluated. A specific surface area of the sample calcined at 550 °C was of 98.7 m2/g, while the area for the sample calcined at 900 ° C was of 3 m2/g. The calcined microspheres above 800 °C presented two cystaline phases, anatase and rutile, whereas those calcined at lower temperatures presented only the anatase phase. These microspheres showed photocatalytic capacity (degradation of methylene blue) comparable to the Aeroxide TiO2-P25 produced by Evonik. 7th International Congress on Ceramics & 62º Congresso Brasileiro de Cerâmica June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu - PR - Brazil 535

  • IPEN-DOC 25479

    LAZAR, D.R.R. ; CAMARGO, E.F. de ; CORDEIRO, G.L. ; USSUI, V. ; OLIVEIRA NETO, A. . Evaluation of tin-doped indium oxide synthesized by Pechini polymeric precursor route as eletrocatalyst support for ethanol electrooxidation. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 514-514.

    Abstract: The generation of electric energy with low environmental impact and efficiency is a motivation for the development of fuel cells systems which traditionally are fed by gaseous hydrogen. The interest for the use of methanol and ethanol has also been considered in order to reduce the infrastructure required to store and supply the fuel. However, the low alcohol electrooxidation kinetics is a problem. In the case of polymeric membrane fuel cell, platinum is the state-of-the art electrocatalysts used to solve this drawback. Carbon black is always employed as platinum support, but problems related to low corrosion resistance and poisoning by absorption of CO species reduces the fuel cell performance with time. In order to improve electrocatalysts efficiency, some metal oxides have been proposed as candidate for oxidation resistant catalysts support. Inspired by the good electrical conductivity of tin doped indium oxide (ITO) for some applications such as liquid crystal displays, ITO has been considered as platinum support. In the present work, ITO powders (10wt% SnO2 – 90wt% In2O3) were synthesized by the Pechini method. Produced powders were characterized by TG/DTA analysis, X-ray diffraction, energy-dispersive X-ray spectroscopy and scanning electron microscopy. Pt supported on ITO was prepared by borohydride reduction method. Pt deposited on commercial ITO and on carbon black (Vulcan) were also prepared for comparison purposes. Electrochemical behavior of ethanol electrooxidation reaction (EOR) was performed using cyclic voltammetry and chronoamperometry techniques. Results showed that ITO powders prepared with the molar ratio citric acid/metals 1:1, followed by calcination at 600oC, are porous and soft aggregate composed by nanoparticles with cubic structure and established nominal composition. This material allowed an electrochemical behavior similar to commercial ITO due to its particle size and suitable agglomerate porosity for ethanol electrooxidation reaction.

  • IPEN-DOC 25478

    FLORIO, D.Z. de; TINTI, V.B.; FONSECA, F.C. . Synthesis and magnetic characterization of ni nanoparticles in ceramic matrix. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 512-512.

    Abstract: The production of nanoparticles by exsolution is a technique that has been extensively researched and improved recently. Exsolved particles have superior properties when compared to deposited particles. The method of exsolution consists in the reduction of previously solubilized ions in a matrix, giving rise to particles strongly attached to the substrate. Materials with compositions (La1-xSrx)z(Cr1-yNiy)O3-? (x and y = 0%, 5%, 10%, 15% and 20%, z = 100% and 80%) were synthesized using the polymerization of complexes technique. The resin produced in the synthesis process was analyzed using thermal analysis and the calcination temperature was determined to be 900 ° C. The X-ray diffraction technique was used to characterize structures and identify the present phases. All samples were reduced to create nanoparticles of metallic nickel by exsolution. Magnetic analysis was conducted to determine the magnetic behavior of the produced materials. Non-stoichiometric materials were synthesized to verify the influence of different stoichiometry in the exsolution process. Non-stoichiometric A site impaired the solubilization of Ni and Sr in the lanthanum chromite structure. All samples with dopants showed a decrease in the temperature of Neel of the lanthanum chromite. However, the reduction treatment caused an increase in the Neel temperature when compared to the oxidized samples. This is indicative of the decrease in nickel concentration in solid solution, a result consistent with the exsolution mechanism. Using the measurements of magnetism, it was possible to verify the mechanism of exsolution and mass fraction of metallic nickel for each sample. Using electron microscopy techniques, it was possible to detect the presence of nanoparticles after the reduction treatment with a diameter of approximately 20 nm. When performing a local chemical analysis using a transmission electron microscope, it was possible to verify that the particles in question are of metallic nickel.

    Palavras-Chave: nanoparticles; resins; ceramics; x-ray diffraction; magnetism; matrix materials; magnetic materials; nickel

  • IPEN-DOC 25477

    RAMANATHAN, L.V. . Scope for using ceramic coatings in the nuclear field. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 453-453.

    Abstract: A wide range of coatings to protect or enhance specific properties of the substrate are presently available and processes to apply these coatings are well established. Surprisingly, use of coatings in the nuclear field has received very little attention. This presentation will highlight the scope for using ceramic coatings mainly on nuclear fuel claddings and reactor components. All components and structures inside commercial nuclear reactor pressure vessels are exposed to high levels of irradiation at high water/steam pressures and temperatures. Despite caution exercised during material selection, degradation in mechanical properties under irradiation has been the primary cause for accidents or unplanned shutdowns in the nuclear industry. Qualification of a coated material is further complicated as two different materials are involved, besides the interface, and is the main reason for scant use of coatings in the nuclear field. Nevertheless, the following instances exemplify the use of ceramic coatings: (a) Prevention of accelerated corrosion of zircaloy at high temperature (accident situation) is extremely important to avoid generation of H2 (cause of the explosions in the 3 reactors of the Fukushima Nuclear Plant in Japan). Had the zircaloy cladding been coated with alumina, the explosions could have been averted by delaying H diffusion through the alumina layer and gaining time to take other preventative measures. (b) At normal reactor operating temperatures, ZrH2 forms in the cladding causing blisters, cracking and embrittlement. This can be mitigated by using PVD-ZrO2 coatings with low hydrogen permeability. (c) Fuel rods swell during irradiation due to build-up of fission products, severely compromising reliability of the cladding. One option to prevent fuel-cladding interactions is to coat the inner walls of the cladding with a TiN-based coatings. Besides these instances, other applications for ceramic coatings will be presented and discussed.

  • IPEN-DOC 25476

    BENTO, R.T. ; SZURKALO, M. ; OLIVEIRA, E.C. ; CORREA, O.V. ; PILLIS, M.F. . UV–Vis photocatalytic performance of the S-doped TiO2 and TiO2 thin films for water treatment. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 421-421.

    Abstract: TiO2 films have been widely used as catalysts in oxidative processes in order to degrade organic contaminant. However, without the presence of a dopant material, its photocatalytic activity is limited only in the region of ultraviolet radiation (UV), due to its high-energy band gap. In this present research, anatase TiO2 thin films were grown on borosilicate substrates by metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) at 400ºC. To make the semiconductor active in the visible light region, sulfur doped TiO2 films were prepared by means of a thermochemical treatment carried out in a tubular oven, under atmosphere of H2S at 50ºC for 60 minutes. The films were characterized by XRD, AFM, FE-SEM and XPS technique. The photocatalytic behavior of the films was evaluated by methyl orange dye degradation under UV-Vis irradiation for 300 minutes. The photocatalytic tests were realized in a reactor illuminated by two tubular UV lamps (352 nm), and in a reactor illuminated by visible light (400-700 nm) on different intensities, both containing 40 mL of the dye solution. The results showed that the S-TiO2 films present promising photocatalytic efficiency. Without the presence of the catalyst, there was no degradation of the methyl orange dye under UV-Vis irradiation. Non-doped TiO2 films do not exhibited photocatalytic activity under visible light. It was possible to observe that the visible light intensity influences the doped films photocatalytic performance.

  • IPEN-DOC 25475

    SHINZATO, M.C.; ALMEIDA, T.M.; GUEDES-SILVA, C.C. ; SILVA, E.F.S.. The potential use of the alkaline waste from the aluminum industry as aluminum and silicon source in the geopolymerization process. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 353-353.

    Abstract: The objective of this work was to evaluate the alkaline waste of the aluminum industry (red mud) as a source of aluminum and silicon in the production of geopolymers. These elements are essential to form the tetrahedrally coordinated structures of the geopolymers. The characteristics of the studied material were compared with those of metakaolinite, since the latter is considered an excellent geopolymer precursor material. Samples of the dehydrated red mud were supplied by a Brazilian primary aluminum industry. This material was chemically (X-ray fluorescence) and mineralogically (X-ray diffraction) characterized. Samples of metakaolinite and red mud (original and pretreated by heating at 700 oC/2 h) were subjected to a leaching test with a 12 mol L-1 NaOH solution to determine the contents of reactive silica and alumina fractions. The Si4+ and Al3+ contents of the filtered solutions were determined by plasma optical emission spectrometry. The red mud has a total of 21.7% Al2O3 and 16.6% SiO2, and it is composed by the mineral phases: quartz, hematite, kaolinite, goethite, gibbsite, anatase, sodalite, gypsum. The contents of the leached fractions of Al3+ and Si4+ of the original red mud were respectively 3.9% and 0.7%. The red mud heated sample presented higher contents of Al3+ (8.5%) and Si4+ (6.6%). It was verified that the heating process increased the concentrations of Al and Si fractions available for the geopolymerization reactions. These values are closer to those obtained for metakaolinite (9.2% Al3+ and 4.4 Si4+). The X-ray diffraction data of the heated red mud revealed that the hydroxylated phases became amorphous and promoted the formation of metakaolinite. Thus, the red mud has important components, which when heated, increase the Al and Si availability for the geopolymerization reactions. The other components of the red mud, being less reactive, serve as aggregates for the geopolymer composition.

  • IPEN-DOC 25474

    BARTOLOMEI, S.S.; ESPER, F.J.; MOURA, E.A. ; WIEBECK, H.. Environmental problems in the production of gypsum encourage its recycling and reuse for the production of new composites. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Proceedings... 2018. p. 150-157.

    Abstract: In Brazil, plaster recycling has been growing since the change in resolution 307 of the National Council of the Environment (Conama), which since 2011 classifies plaster as a recyclable product. Thus, the industries generating this type of waste are responsible for properly targeting them. The main ways to recycle plaster are: reuse for soil repair in the agricultural industry and calcination, therefor, the waste can be reused again in the civil industry. This work studied the temperature for calcination and the contamination of the residues of the production of plaster angles, to verify the feasibility of recycling with a lower possible energy consumption and, also for the use of these particles as dispersed phase in new composites. For this, XRD, FTIR tests were carried out and the grain size obtained after the plaster recycling was determined.

  • IPEN-DOC 25473

    MARCHI, J.; BORGES, R.; ZEZELL, D.M. ; LIMA, C.A. . Influence of Na2O/CaO ratio on the dissolution kinetics of biocompatible glasses. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 136-136.

    Abstract: Glass dissolution and bioactivity are two phenomena strictly related to each other in biocompatible glasses. By controlling the glass dissolution, the ions of the glass matrix can be released on controlled manner, and the glass can play a role as a resorbable or bioactive biomaterial, depending on the ratio of the oxides into glass composition. In this work, we studied the glass dissolution of three compositions of biocompatible glasses with potential applications in regenerative medicine. Glasses based on the system 47SiO2-(37- x)Na2O-(10+x)CaO containing 6 wt% P2O5 (x = 0, 5 and 10) were obtained by melt-quenching at 1500°C/1h. The biocompatibility of these glasses was performed by immersion in a simulated body fluid solution up to 21 days, and then the glasses were characterized by XRD, FTIR, Raman spectroscopy and SEM. Glass dissolution kinetics essay was carried out in buffer solution at pH 7 and 37°C, and the ionic concentration of the leached ions was measured by ICP-OES. The results suggested that the speciation of silicate Qn units plays an important role on dissolution kinetics at the very first time of dissolution, which, in turn, can increase bioactivity. On the other hand, once the hydroxyapatite layer is nucleated on the glass surface, it acts as a barrier between the glass and the aqueous medium, decreasing the dissolution rate. The overall results give new insights about the relationship between dissolution and bioactivity, and how to approach dissolution in bioactive glasses.

  • IPEN-DOC 25472

    USSUI, V. ; MIRANDA, R.B.P.; LIMA, N.B. ; LAZAR, D.R.R. ; MARCHI, J.; CESAR, P.F.. Microstructural evaluation of Y-TZP/TiO2 composite. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 124-124.

    Abstract: Y-TZP ceramics, known as yttria stabilized tetragonal zirconia polycrystals are employed as dental implants due to its excellent mechanical properties, good esthetic and high biocompatibility. However, Y-TZP is bioinert and consequently has low interaction with bone tissue. One alternative to improve its bioactivity is the addition of a bioactive ceramic to the Y-TZP matrix. Titania (TiO2) is known to have good biocompatibility and was chosen to be added to the 3Y-TZP in order to improve such property. Synthesis was performed through coprecipitation of metal salts in a ammonium hydroxide solution, followed by washing, drying, milling and calcination. Ceramic powders were prepared to have up to 20 mol% of TiO2 over Y-TZP matrix. The powders were uniaxially pressed and sintered at dilatometer and in a tubular furnace from 1200 to 1500?C Ceramic pellets were characterized by X-ray diffraction with Rietveld refinement and scanning electron microscopy with field emission gun. Dilatometric analysis showed that samples containing TiO2, presented its higher densities for temperatures about 1300 C and a volume expansion at higher temperatures, with lower densities. Tetragonality, expressed as the relation between c/a lattice parameters measured after Rietveld refinements, in general, increases with increasing TiO2 content for all temperatures. Variations of crystal structure, density and cell volume could be related with TiO2 amount and sintering temperature. The overall results indicates that the crystalline structure of the Y-TZP/TiO2 composite was altered by the addition of titania.

  • IPEN-DOC 25471

    ARATA, A. ; USSUI, V. ; LIMA, N.B. ; LAZAR, D.R.R. ; SOUZA, G.M.D. de; MARCHI, J.. Effect of sintering conditions of zirconia-yttria-titania-based ceramics composite on the densification and microstructure. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 123-123.

    Abstract: Glass dissolution and bioactivity are two phenomena strictly related to each other in biocompatible glasses. By controlling the glass dissolution, the ions of the glass matrix can be released on controlled manner, and the glass can play a role as a resorbable or bioactive biomaterial, depending on the ratio of the oxides into glass composition. In this work, we studied the glass dissolution of three compositions of biocompatible glasses with potential applications in regenerative medicine. Glasses based on the system 47SiO2-(37- x)Na2O-(10+x)CaO containing 6 wt% P2O5 (x = 0, 5 and 10) were obtained by melt-quenching at 1500°C/1h. The biocompatibility of these glasses was performed by immersion in a simulated body fluid solution up to 21 days, and then the glasses were characterized by XRD, FTIR, Raman spectroscopy and SEM. Glass dissolution kinetics essay was carried out in buffer solution at pH 7 and 37°C, and the ionic concentration of the leached ions was measured by ICP-OES. The results suggested that the speciation of silicate Qn units plays an important role on dissolution kinetics at the very first time of dissolution, which, in turn, can increase bioactivity. On the other hand, once the hydroxyapatite layer is nucleated on the glass surface, it acts as a barrier between the glass and the aqueous medium, decreasing the dissolution rate. The overall results give new insights about the relationship between dissolution and bioactivity, and how to approach dissolution in bioactive glasses.

  • IPEN-DOC 25470

    SOLANO, A. ; ARATA, A. ; LIMA, N.B. ; USSUI, V. ; LAZAR, D.R.R. . Y-TZP dental ceramics: Sintering process improvement using microwave energy. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 122-122.

    Abstract: Conventional sintering techniques of yttria-tetragonal zirconia polycrystals (Y-TZP) ceramics have presented limitations regarding the sintering time and temperature, increasing the cost of the final dental and biomedical products. Herein, microwave sintering comes to be an interesting alternative by providing fast heating, high densification and grain size control, decreasing the total time to produce the ceramic. The aim of this study was to compare the effect of microwave sintering of a pre-sintered commercial dental Y-TZP ceramic and a Y-TZP produced from powders synthesized in a laboratory scale by the copreciptation route. Densification, fracture toughness, grain size and crystalline phase quantification of sintered samples were evaluated. The synthetized and commercial (Vita Zahnfabrik, Germany) groups were submitted to 1450 °C and 1350 °C sintering temperature for 15, 30 and 60 minutes. Both groups sintered at 1450°C for 15 minutes and 30 minutes showed the higher densification results (98% concerning to theoretical density). All the samples sintered at 1350 °C achieved 96TD% independent of the sintering time. XRD quantitative phase analysis indicates that samples are formed by 89% tetragonal and 11% cubic phases (0,833 standard deviation), except for the group prepared from coprecipitated powders sintered at 1450oC for 30 minutes, that presented 79% and 21% of tetragonal and cubic phases, respectively. Therefore, microwave sintering allows the preparation of dense ceramics with high tetragonal phase content. The sintering time and temperature induced differences at the Y-TZP microstructure.

  • IPEN-DOC 25469

    USSUI, V.; MANARAO, D.S. ; CORDEIRO, G.L.; TERTULIANO, A.J.O.; MACHADO, I.F. ; LAZAR, D.R.R.; CESAR, P.F. . Evaluation of reduced graphene oxide -reinforced zirconia ceramics processing conditions. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 120-120.

    Abstract: Yttria tetragonal zirconia polycrystal (Y-TZP) has been widely used as dental and orthopaedic implants. However, the lack of stability of the tetragonal phase in water environment can induce damages on the ceramic surface due to the transformation into the monoclinic phase. The reduction of ceramic grain size can avoid this phase transformation, despite the loss of transformation toughening benefits. In order to minimize this drawback, the incorporation of a second phase into the zirconia matrix has been recently considered. The aims of the present contribution were to establish the procedure of ceramic processing of reduced graphene oxide -reinforced zirconia ceramics and to verify its influence on hardness and fracture toughness. The composite production included several steps: (a) synthesis of Y-TZP powder by coprecipitation route, (b) synthesis of graphene oxide from chemical exfoliation of graphite (modified Hummer’s method) followed by reduction with ascorbic acid, (c) sonication of reduced graphene oxide in Y-TZP suspension followed by drying (d) uniaxial pressing and (e) sintering in a conventional tubular furnace (Argon/ 4%hydrogen atmosphere) and spark plasma sintering (SPS). The concentration of rGO in Y-TZP was fixed between 0.01 to 2.0 wt%. Sintered samples were characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, density measurements, and Vickers method for hardness and fracture toughness determination. Results showed that the procedure stablished for dispersion of rGO in Y-TZP allowed a good physical homogeneity of rGO and Y-TZP. Regarding the sintering procedure it was observed that conventional sintering in a controlled atmosphere was not effective for ceramic densification due to microcrack formation at the ceramic surface. Employing 0.05 rGO wt% in Y-TZP ceramic associated to spark plasma sintering at 1350oC allowed density higher than 98%DT and hardness and fracture toughness up to 14.4 GPa and 7.8 MPam1/2.

  • IPEN-DOC 25468

    LEME, D.R. ; MORAIS, V.R. ; RODAS, A.C.D.; HIGA, O.Z. ; YAMAGATA, C. . Synthesis and characterization of bioactive ceramic in CaO-MgO-SiO2 system. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Proceedings... 2018. p. 36-45.

    Abstract: Na2SiO3 solution and chloride solutions of calcium and magnesium were used as raw materials. HCl was added to Na2SiO3 solution resulting in gel of silica. In order to obtain a mixture of Si gel, Ca2+ and Mg2+, calcium and magnesium solutions were blended into the gel. After adding NaOH to the mixture, Ca2+ and Mg2+ ions precipitated as hydroxides. Subsequently, it was dried to attain the ceramic precursor powder, which was calcined at 900 ºC for 1h, compacted into a pellet form and sintered at 1200 ºC for 2h. The ceramic body was characterized by SEM, XRD and FTIR. In vitro test for bioactivity verification was performed in SBF. A surface deposition of hydroxyapatite on the ceramic body was observed after 3 days. The cytotoxicity test revealed that the material has cell viability above 70%, meaning that it is not toxic for the cells, according to ISO 10993-5 standard.

  • IPEN-DOC 25467

    NASCIMENTO, S.F.; RODAS, A.C.D.; CARVALHO, F.M.S.; HIGA, O.Z. ; GUEDES-SILVA, C.C. . Silicon nitride ceramics with SiO2, SrO and Al2O3 additions for bone replacements. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Abstract... 2018. p. 24-24.

    Abstract: The excellent mechanical properties of silicon nitride ceramics combined with their osseointegration ability and good image characteristics have increased their application potential as orthopedic and dental implants. In this work, we investigated the densification, microstructure and mechanical properties of silicon nitride with SiO2, SrO and Al2O3 additions (90Si3N4-6SiO2-4SrO, 90Si3N4- 6SiO2-3.86SrO-0.14Al2O3, 80Si3N4-10SiO2-10SrO, 80-Si3N4-10SiO2- 9.625SrO-0.375Al2O3, 80Si3N4-12SiO2-8SrO, 80-Si3N4-12SiO2-7.7SrO- 0.3Al2O3, in wt.%). This oxides combination should aid the sintering process and promote an intergranular phase with great in vivo reactivity in view of its importance in the new bone formation process. Hence, six different compositions were prepared by the conventional sintering method. Samples were ground, pressed and sintering at 1815o C for 1 hour under nitrogen atmosphere. The apparent density, phase and grain distributions as well as the hardness and fracture toughness were determined by means of Archimedes’ method, scanning electron microscopy (SEM), X-ray powder diffraction (XRD) and Vickers’ method. Also, in vitro test of cytotoxicity was performed for a preliminary biological evaluation. The results shown that samples reached ca. 97% of theoretical density and total beta-Si3N4 transformation. Hardness and fracture toughness values of 10 GPa and 7 MPa.m1/2, respectively, were obtained for all samples which were non-cytotoxic, suggesting their great potential for bone replacements in orthopedic surgeries and implantology.

  • IPEN-DOC 25466

    MORAIS, V.R. ; REZENDE, D.L. ; YAMAGATA, C. . Novel method for the synthesis of Dy-doped yttrium disilicate phosphoros. In: INTERNATIONAL CONGRESS ON CERAMICS, 7th; CONGRESSO BRASILEIRO DE CERÂMICA, 62., June 17-21, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Proceedings... 2018. p. 603-609.

    Abstract: The complex high temperature polymorphism (Y, α, β, γ and δ structures) of yttrium disilicate (Y2Si2O7) naturally lead to relatively broad emission, originating from ions placed in different symmetry sites, for example, the replacing of Y3+ by rare earth ions. Y2Si2O7 as the host lattice shows a high thermal and chemical stability compared with other well-studied phosphors such as ZnS and CdS. When doped with different metallic ions, yttrium silicates exhibit attractive luminescent properties for potential applications, such as plasma displays, laser materials and high-energy phosphors. The sol-gel technique provides an available method to prepare ceramic powders, with higher purity and homogeneity compared to the conventional solid-state reaction of mixed oxides. In the present work, a novel sol-gel and co-precipitation combined method has been proposed for synthesis of RE3+ doped Y2Si2O7 (RE=Dy). Silica nanoparticles were obtained by surfactant-assisted sol-gel process, using sodium silicate (Na2SiO3) as precursor, and then Y3+ and Dy3+ ions were precipitated over these particles. The RE3+:Y2Si2O7 obtained product was analyzed by SEM, XRD and luminescence spectroscopy. Crystalline Y2Si2O7 was obtained at lower temperatures compared with traditional methods. The α-phase was obtained at 1100 and 1200°C, and β-phase at 1300°C. Comparing photoluminescence spectra of α and β-phases, the later showed higher intensity luminescence peaks.

  • IPEN-DOC 25430

    LEAL NETO, R.M. ; BARDELLA, F. ; RODRIGUES, A.M.. CrystalWalk AR: estruturas cristalinas e realidade aumentada. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 9042-9042.

    Abstract: Este trabalho documenta o processo de especificação, desenvolvimento e prototipação de uma plataforma de ensino-aprendizagem de estruturas cristalinas, intitulada CrystalWalk AR (de Augmented Reality em inglês), que se utiliza a plataforma experimental de computação holográfica Microsoft Hololens. Desde que foi lançado em meados de 2016, o software CrystalWalk (CW) vem se consolidando como alternativa aos softwares cristalográficos tradicionais, uma vez que é capaz de gerar representações visuais tridimensionais de estruturas cristalinas de modo didático e interativo, mais afeito a estudantes e não especialistas em cristalografia. A mesma motivação original do desenvolvimento do CW vigora no atual trabalho, ou seja, a percepção de deficiências nas ferramentas de ensino-aprendizagem empregadas no estudo de estruturas cristalinas. O correto entendimento deste tema demanda habilidade associada à visualização em três dimensões, além de conceitos nem sempre bem explorados pelos livros didáticos da área. Apesar de modelos físicos tradicionalmente serem utilizados para tentar contornar essas limitações, sua natureza material impõe restrições, ao contrário dos modelos virtuais. Com a disseminação do uso do CW evidenciou-se seu vasto potencial imersivo em ambientes intermediários de virtualidade – particularmente a Realidade Aumentada (AR) – sobretudo devido à falta de maturidade e ao alto custo das tecnologias comercialmente disponíveis. Baseado na arquitetura original do CW, a aplicação CrystalWalk AR (CW-AR) foi desenvolvido para o Microsoft Hololens integrando-se a plataforma Unity para desenvolvimento de aplicações 3D e o framework Vuforia para desenvolvimento de aplicações de Realidade Aumentada (AR). Assim, a partir do uso de SmartTags é possível ‘agarrar’ estruturas cristalinas, integrando modelos gerados a partir do CW a um ambiente holográfico imersivo. Sem os limites de um ambiente bidimensional dentro de um monitor, alunos e professores puderam exibir, ampliar, transladar e rotacionar projeções holográficas tridimensionais de estruturas e defeitos cristalinos simultaneamente à realidade física, posicionando, dimensionando e transitando por entre diferentes modos de visualização como a representação de pontos de rede, motivo, célula unitária e estrutura cristalina. Diferentemente do CW, entretanto, o CWAR possui foco em desenvolvimento de propriedade intelectual, cuja solução é composta por conteúdo autoral, hardware e software de códigos fechado. Estudos preliminares do CW-AR com alunos e professores sugerem benefícios tangíveis relacionados à interação e à imersão, proporcionando uma melhor integração de interfaces multimodais (mais que uma forma de interação), quando comparados com sistemas tradicionais de Realidade Virtual. No CW-AR destacam-se também potenciais melhorias relacionadas ao custo e à complexidade operacional.

  • IPEN-DOC 25429

    VARCA, G.H.C. ; FAZOLIN, G.N. ; FERREIRA, A.H. ; OLIVEIRA, J.P.R. de ; MARQUES, F.; LUGAO, A.B. . The effect of radiation dose rate over the formation of protein-based nanoparticles for nanosized delivery of chemo and radiotherapeutics. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8875-8875.

    Abstract: Recent studies demonstrated the development of papain and bovine serum albumin nanoparticles using gamma radiation (10 kGy) in presence of 20-30% (v/v) ethanol. With the purpose of producing stable and well defined nanocarriers, this work aims to determine the influence of different dose rates over protein nanoparticle formation. For this purpose, papain and BSA nanoparticles were synthetized in phosphate buffer (50 mM, pH 7.2) and ethanol (20-30%, v/v) using a radiation dose of 10 kGy and dose rate of 0.8, 2, 5 and 10 kGy.h-1. After irradiation, samples were evaluated by dynamic light scattering, fluorescence and proteolytic activity to verify the size, secondary structure and monitoring of the enzymatic activity, respectively. For papain nanoparticles it was observed that the dose rate did not influence the particle size formation, however crosslinking evidenced by bityrosine showed that samples irradiated at 0.8 and 5 kGy.h-1 presented higher bityrosine levels. On the other hand, BSA nanoparticles presented different results if compared to papain NPs. Different dose rates caused different and non-linear size increase for each condition, following the order: 5 > 10 > 0.8 > 2 kGy.h-1. However, in terms of crosslinking formation, a linear increase was registered, as at 0.8 kGy.h-1 the smallest signal was achieved, whereas at 10 kGy.h- 1 the highest signal was recorded. In conclusion, BSA nanoparticles were more sensitive to different radiation dose rates than nanopapain. Optimized results in terms of size increase and higher bityrosine levels were observed for the samples irradiated at 5 kGy.h-1, in which nanoparticle formation will occur faster if compared to the synthesis carried out under distinct conditions. As final applications of the system concert their use for the delivery of chemo or radiotherapeutics, the loading of paclitaxel, a well-known chemotherapeutic agent, and radiolabeling with tecntetium- 99m, a radioisotope suitable for biomedical applications, have also been performed with high efficiency, thus demonstrating a proof of concept of such systems.

    Palavras-Chave: albumins; blood serum; cattle; cross-linking; dose rates; drug delivery; fluorescence; light scattering; nanoparticles; papain; particle size; proteins; radiation doses; radiation effects

  • IPEN-DOC 25428

    PEREIRA JUNIOR, J.T. ; ROSSI, W. de . Desenvolvimento de processos de ablação do polímero poliestireno com lasers de pulsos ultracurtos / Development of ablation processes of polystyrene polymer with ultrashort pulse laser. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 8803-8814.

    Abstract: Através da aplicação de microusinagem com laser de femtosegundos é possível fazer a ablação de cavidades na ordem de poucos μm em praticamente qualquer substrato em duas ou três dimensões. Neste trabalho foram estudadas estratégias e parâmetros com laser de femtosegundos para ablação do polímero poliestireno, material que, como exemplo de aplicação, tem sido texturizado para cultura controlada de células do coração. Foram utilizadas as técnicas D-Scan e regressão de diâmetro a fim de se fazer o levantamento do limiar de ablação. Também foram realizados traços e, por fim, uma superfície. Foi investigada a influência da variação da sobreposição de pulsos, fluência e taxa de repetição, bem como os efeitos de incubação e possíveis efeitos térmicos. Os resultados demonstram a enorme variedade de combinações e parâmetros que podem ser obtidos com a técnica de microusinagem com laser de femtosegundos e favorecem o estudo do processamento deste polímero.

  • IPEN-DOC 25427

    POVEDA, P.N.S. ; MOLARI, J.A.; BRUNELLI, D.D.; SILVA, L.A. . Caracterização estrutural e mecânica de polipropileno aditivado com diferentes auxiliares de processo. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8768-8768.

    Abstract: O polipropileno é amplamente consumido na indústria do segmento plástico e utilizado em diversos processos de transformação devido ao conjunto de propriedades que apresenta e suas características de processabilidade. Os aditivos auxiliares de processo atuam nos materiais plásticos promovendo um melhor deslizamento entre as cadeias (lubrificantes) e/ou contribuindo na nucleação e cristalinidade (nucleantes). Para este estudo foram utilizados 3 tipos de aditivos auxiliares de processo: óxido metálico (nucleante inorgânico), sal metálico (nucleante orgânico) e lubrificante, aplicados em polipropileno copolímero a 0,5%, em massa. Com o objetivo de promover a mistura adequada dos aditivos na base polimérica, foram desenvolvidos concentrados (masterbatches), os quais foram aplicados diretamente ao polipropileno base no funil da injetora para confecção dos corpos de prova. Para análise das amostras de polipropileno aditivado e não aditivado (padrão), foram utilizadas as técnicas de Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) para verificação do grau de cristalinidade; Espectroscopia de Absorção no Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR) para estudo das características estruturais; e resistência ao impacto Charpy para avaliar o efeito da aplicação destes aditivos nas propriedades mecânicas do polímero. De acordo com os resultados apresentados, as amostras B (lubrificante) e D (óxido metálico) apresentaram desempenho diferenciado quando comparadas à amostra padrão A (polipropileno copolímero). A amostra B (lubrificante), mostrou-se uma alternativa interessante para a facilitação de processamento do polímero estudado devido à promoção de fluxo maior, sem apresentar perdas nas propriedades mecânicas avaliadas.

  • IPEN-DOC 25426

    MATOS, B.R. ; REY, J.F.Q.; MERINO, D.H.; SILVA, J.S. da ; SCHADE, U.; PUSKAR, L.; FONSECA, F.C. . The relation between the alpha/beta relaxation dynamics and the shape of ionomer building blocks. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8629-8629.

    Abstract: The relation between the alpha/beta relaxations and the shape of the building blocks of ionomer materials is a key factor for programming an important temperaturedependent property: the memory of shape [1,2,3]. However, the morphology of ionomers is indirectly obtained via modeling of small angle X-ray scattering (SAXS) data owing to the hardly accessible image characterization of the nanometric building blocks - micelle-like cylindrical polymeric aggregates (radius ~ 2 - 6 nm and length > 100 nm) [3]. Herein, broadband dielectric spectroscopy (BDS) measurements, free from electrode polarization effects, allowed identifying the time and temperature dependence of the polarization of different length scales of the ionomer matrix, and more importantly, by directly providing the aspect ratio of the radius and length of the polymeric aggregates for each desired temperature. This finding is essential for controlling the shape of ionomer based functional products under several stimuli conditions, thereby advancing remarkable applications, such as four dimensional (4D) printing and polymer electrolyte fuel cells.

    Palavras-Chave: building materials; relaxation; scattering; temperature dependence; electrolytic cells; spectroscopy

  • IPEN-DOC 25425

    SILVA, J.S. da ; MATOS, B.R. ; SCHADE, U.; PUSKAR, L.; FONSECA, F.C. . Electrostatic interactions of Ionomer Films as Probed by Variable Temperature Synchrotron Infrared Spectroscopy. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8626-8626.

    Abstract: The state of the art polymer electrolyte of Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEM), Nafion®, has poor mechanical and electrical properties at T > 100 °C. Specifically, long-term operation leads to irreversible performance losses that are related to an irreversible modification of the ionomer morphology above the temperature of alpha-transition (Talpha ~ 110 °C). Previous characterizations showed that the alpha-transition is dependent on the different states of covalent and ionic interactions among sulfonic acid groups, such as: ionic repulsions among RSO3-, dipolar attractions among RSO3H dipoles, hydrogen bonding of sulfonic groups with bulk and coordinated water molecules. The identification of both the functional groups interactions in the MIR bands and the “ion-hopping bands” in the FIR bands for annealed Nafion samples can give new insights into the role played by the ionic interactions on the alpha of ionomer membranes. Such approach for understanding the relationship between the dynamics of aplha-relaxation and Nafion morphology is missing in the literature, possibly due to the incipient number of FIR studies of Nafion. The central objective of this work is to advance the understanding of the chemical features involved during the aplha-transition of in situ annealed Nafion membranes with the high-resolution mid (MIR) and far (FIR) infrared spectroscopy using the IRIS beamline of BESSY II synchrotron light source. Herein, the effect of short-term annealing of Nafion at RH ~ 0% and selected temperatures below and above the alphatransition is presented. The comparison between SAXS and FTIR data of Nafion membranes annealed in situ revealed that the alpha-transition is due to the long range motion of the ionomer chains via weakening of electrostatic interactions of the ionomer functional groups.

    Palavras-Chave: proton exchange membrane fuel cells; electrostatics; synchrotron radiation sources; infrared spectra; films; temperature dependence

  • IPEN-DOC 25424

    ARAUJO, S.A. de ; LANDINI, L. ; SALVADOR, V.L.R. ; SCAPIN, M.A. ; MASSANARES, B.F. ; URBANINHO, A.B. . Estudo da viabilidade de produção de biodiesel, a partir de óleos vegetais e catalisadores de resíduos de frutos do mar, em uma unidade reacional de hidrogenação em batelada, assistida por micro-ondas e aquecimento convencional. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8358-8358.

    Abstract: Neste trabalho a proposta foi a realização de estudo da viabilidade da produção de biodiesel, partir de resíduos de óleos vegetais de atividades domésticas, empregando resíduos de conchas (CaCO3), preparados na forma de óxido de cálcio (CaO) como catalisadores, em uma unidade de reação em batelada, em escala de bancada, instalada no IPEN-CNEN/SP. Ela é capaz de operar com alta pressão de gás hidrogênio (até 200bar) e alta temperatura (até 500°C), utilizando micro-ondas (2.450MHz, com até 2kW contínuo e 8kW pulsado) e aquecimento convencional (elétrico). Nos testes, foram avaliadas as carga de óleo (mL); tipo e massa de catalisador, com ou sem pressão de gás hidrogênio (bar); temperatura (°C); tempo de reação (h); potência de micro-ondas (W); velocidade de agitação da carga (rpm); aquecimento convencional (MC). As determinações analíticas das amostras foram feitas por meio de densidade, cromatografia em fase gasosa (GC), titulação potenciométrica e fluorescência de raios-X. Foram levantados dados, a fim de compará-los com outras metodologias já utilizadas em literatura. A proposta deste trabalho foi analisar a eficiência do uso destes tipos de catalisadores e óleos, na produção de biodiesel, como uma tecnologia alternativa.

  • IPEN-DOC 25423

    SARTORI, M.N. ; SILVA, L.G.A. ; CASTRO, D.P. . Reaproveitamento de aparas têxteis de poliamida 6 e poliamida 66 com elastano. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8317-8317.

    Abstract: O Brasil é um dos principais produtores do setor têxtil no mundo, gerando milhões de empregos diretos e indiretos. Contudo, tal atividade cria diversos problemas ao meio ambiente como, por exemplo, a geração de resíduos sólidos proveniente dos processos industriais, confeccionistas e também do pós-consumo. Muitas vezes estes resíduos são descartados de modo displicente em aterros sanitários contribuindo para o depósito de resíduos no ambiente. Neste trabalho foram utilizadas aparas têxteis de poliamida 6 e poliamida 66 com elastano que são descartadas pela indústria. Esses materiais foram processados inicialmente em uma máquina compactadora para redução de volume. Posteriormente, pelo processo de extrusão foram obtidos grânulos e por injeção foram preparados os corpos de prova os quais foram submetidos aos ensaios mecânicos de tração, flexão e impacto. Os resultados encontrados revelaram que tanto as aparas de poliamida 6 como as aparas de poliamida 66 com elastano são processáveis e apresentaram características viáveis para utilização na indústria em diferentes segmentos.

  • IPEN-DOC 25422

    CANAZZA, M.A.; WIEBECK, H.; SCAGLIUSI, S.R. . Novas aplicações do pó de pneu reciclado via microondas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 8280-8280.

    Abstract: A reciclagem de materiais poliméricos tem sido objeto de estudos a fim de poupar recursos naturais, principalmente de fontes não renováveis, com objetivo de minimizar os impactos causados ao meio ambiente. Nesse cenário, aparecem os materiais elastoméricos, como a borracha, principalmente a utilizada na fabricação de pneus, uma vez que a indústria pneumática consome aproximadamente 60% da produção de borracha. Como a destinação final de forma ambientalmente correta do pneu é uma exigência, devidamente amparada por normas e leis nacionais e internacionais, o objetivo desse trabalho é desenvolver um estudo sobre a eficácia das irradiações das microondas no processo de desvulcanização do pó de pneu. Para esse estudo as amostras de pó de pneu foram submetidas a irradiações de microondas, e posteriormente incorporadas a matrizes poliméricas de Borracha Natural (NR) e Borracha de Butadieno Estireno (SBR), e caracterizadas por meio de ensaios para verificação de suas propriedades. Para caracterização das amostras, assim como a eficácia do processo, serão utilizados: (Ensaio de Dureza; Ensaio de Tração; Ensaio de Alongamento; (TGA), Análise Termogravimétrica; (DSC), Calorimetria Exploratória Diferencial). Verificou-se que dependendo da porcentagem de pó de pneu incorporado a matriz polimérica, a variação de propriedades é aumentada.

  • IPEN-DOC 25421

    LIMA, V.S. ; PARRA, D.F. . Estudo das Propriedades e Estabilidade Térmica de Poli - metacrilato de metila luminescente dopado com complexo de Európio [Eu(tta)3(H2O)2] e complexo de Térbio [Tb(acac)3(H2O)3]. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7858-7858.

    Abstract: Neste trabalho relatamos a preparação, caracterização térmica e luminescência das propriedades dos filmes poliméricos de polimetacrilato de metila luminescentes. Os filmes de PMMA foram dopados com complexo de európio sobre concentração de 0,5% e complexo de térbio sobre as concentrações de 1, 5 e 7%. Suas propriedades de luminescência e estabilidade térmica foram obtidas a partir de filmes obtidos por derramamento (casting). Os filmes foram caracterizados por TGA em atmosfera de N2, DSC e Espectro de emissão. Avaliação da estabilidade foto-física mostrou a influência da exposição do comprimento de onda UV no polímero. A calorimetria exploratória diferencial (DSC) não apresentou alterações significativas em Tm para as amostras de filmes expostos, no entanto, a cristalinidade é afetada por complexo nas cadeias poliméricas. Com base nos dados de TG comparou-se a estabilidade térmica entre as amostras de filmes dopados com as porcentagens informadas acima. Os espectros de emissão obtidos a 298K exibiram bandas características de 5D4 ? 7FJ (J=6, 5, 4, 3, 2, 1, 0). A intensidade de luminescência intensifica-se de acordo com a concentração dos íons de terra rara não indicando supressão de luminescência na faixa de concentração utilizada.

  • IPEN-DOC 25420

    BENTO, R.T. ; FERRUS FILHO, A.; CORREA, O.V.; PILLIS, M.F. . Structural characterization of aramid fibers. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7746-7746.

    Abstract: Fibers are polymer matrix composite materials that present one dimensional structure, stiffness, low density, and high structural and thermal properties. They can be used in activities under high temperature, being in the form of fabric and yarn. Aramid yarns are high performance textile fibers with excellent physicochemical properties that favor their use in applications where there is the requirement for advanced technology. The present research proposed the structural characterization of two different types of aramid yarn – 1100 dTex and 3300 dTex. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), atomic force microscopy, thermogravimetric analysis (TGA), and difference thermogravimetry (DTG) were used for structural characterization, morphology analysis, chemical composition, and thermal degradation of samples. The results obtained demonstrated that the aramid fibers exhibit a crystalline structure, presenting a homogeneous surface morphology and low roughness. It was verified that the fibers in study have good thermal stability. The thermal decomposition of the 1100 dTex aramid occurs in the range of 493 °C – 629 °C, while the thermal degradation of the 3300 dTex aramid is initiated at approximately 504 °C and is completed around 644ºC, which allows to conclude that the 3300 dTex aramid is endowed with excellent thermal resistance when compared to other textile materials.

  • IPEN-DOC 25419

    CASTRO, D.P. ; SARTORI, M.N. ; SILVA, L.G.A. . Efeito da radiação ionizante em blendas de pbat/amido plastificados com glicerol e óleo de mamona. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7600-7600.

    Abstract: Diversas alternativas têm sido buscadas para minimizar o impacto ambiental causado pelos polímeros convencionais. Uma importante alternativa é o uso de polímeros biodegradáveis; no entanto, em razão do seu alto custo quando comparados com polímeros convencionais, surge a necessidade de desenvolver misturas poliméricas biodegradáveis utilizando aditivos naturais degradáveis, tal como o amido modificado. A utilização de polímeros biodegradáveis tem mostrado ser uma alternativa viável ao uso dos materiais derivados das poliolefinas, principalmente em embalagens, pelo fato de poderem ser compostados e biodegradados após o seu descarte. O desenvolvimento de blendas poliméricas fabricadas com matrizes de polímeros biodegradáveis sintéticos, e aditivos naturais, são considerados materiais menos agressivos ao meio ambiente; os quais podem ser degradados pela ação de microorganismos ou enzimas. Neste trabalho, foram preparadas blendas de amido termoplástico (TPS) com PBAT, glicerol, óleo de mamona e TWEEN® 80, as quais, foram preparadas por extrusão, e posteriormente submetidas ao processo de radiação e caracterizadas por análises térmicas, mecânicas e morfológicas. Os resultados mostraram uma boa interação entre os componentes das blendas e sua miscibilidade, tanto irradiadas quanto não irradiadas.

  • IPEN-DOC 25418

    FARIAS, I.F. ; CASTRO, M.C.B. de ; MARINUCCI, G. . Estudo do reaproveitamento de resíduo de PVB utilizado na fabricação de parabrisas em composto de PVC. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7500-7500.

    Abstract: A fabricação de blendas poliméricas é uma alternativa para melhoria de propriedades de materiais poliméricos já consolidados no mercado, ampliando sua área de aplicação como por exemplo, ABS/PC, PMMA/PET, PPO/HIPS, PBT/ABS e outros. O presente trabalho apresenta um estudo da compatibilização de dois polímeros termoplasticos e na avaliação das propriedades mecânicas. Os polímeros utilizados neste estudo foram: o composto de poli (cloreto de vinila)-PVC-C, aditivado com plastificantes, o poli (cloreto de vinila)reciclado-PVC-R, oriundo de mangueiras flexíveis e o resíduo de poli (vinil butiral)PVB-R, proveniente de laminados utilizados na fabricação de para-brisas para a indústria automotiva. O estudo das blendas PVC/PVB oferece um grande potencial de aplicação na fabricação de mangueiras e laminados, na indústria calçadista e automotiva e em segmentos da área hospitalar. Três diferentes formulações de blendas PVC/PVB foram planejadas e obtidas a partir de mistura no estado fundido via processo de extrusão por granulação a seco e processo de calandragem. As blendas de amostras de PVC plastificado e PVC reciclado, indicados respectivamente por PVC-C e PVC-R, e amostras de PVB do descarte na fabricação dos para-brisas indicadas por PVB-R foram fabricadas nas proporções de PVC-C/PVB-R 90/10, PVC-C/PVB-R 50/50 e PVC-R/PVB-R 50/50. Essas amostras foram comparadas com o composto de PVC-C puro, sendo atribuído como o material de referência, e com resíduo de PVB-R puro como material de incorporação. Foram realizados ensaios mecânicos e de dureza, como também a avaliação da miscibilidade da blenda. Após a análise, as blendas de PVC/PVB apresentaram interação em termos de compatibilidade e miscibilidade. Devido a polaridades semelhantes, o resíduo resultou numa grande vantagem competitiva de viabilidade econômica e de processos, econômica tendo em visto que o PVB resíduo apresenta custo inferior ao PVC composto e propriedades mecânicas superiores, isso porque a incorporação de resíduos de PVB normalmente implica num aumento das propriedades dessa blenda termoplástica. Essa conclusão é amparada pelos resultados de resistência à tração, resistência a dureza e rasgamento, como também das características morfológicas obtidas nas análises por microscopia óptica, que apontaram resultados satisfatórios comparados com composto de PVC plastificado.

  • IPEN-DOC 25417

    FREITAS, P. ; YASUDA, F.S.; HEWER, T.L.R.; MELO, T.S.; DELORENZI, J.M.B.; SILVA, L.G.A. . Incorporação de nanopartículas de prata pelo processo de irradiação em cateter venoso central de poliuretano revestido com óxido de titânio para atividade antimicrobiana. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7433-7433.

    Abstract: Os cateteres intravasculares são aliados indispensáveis na prática da medicina moderna, particularmente em unidades de terapia intensiva (UTIs). Pelo Cateter Venoso Central (CVC) pacientes que ficam muito tempo internados recebem medicação e alimentação sendo, no entanto, importante fonte de infecção da corrente sanguínea primária. Os CVC’s de poliuretano podem ter sua superfície modificada pela incorporação de titânio e prata (Ti/Ag) que são metais que possuem características antimicrobianas conhecidas desde a antiguidade. A incorporação das nanopartículas de prata sobre o polímero pode ser feita com o uso da radiação ionizante, que também irá esterilizar o material deixando-o disponível para uso final. Assim, este trabalho tem por objetivo utilizar a radiação ionizante para incorporação de nanopartículas de prata em Cateter Venoso Central (CVC) a fim de adquirir propriedades antibacterianas. Para isto utilizou-se o CVC Pellethane 2363-65D, termoplástico de poliuretano elastômero (TPU), óxido de titânio puro, sintetizado pelo processo sol gel e nanopartículas de prata (NpAg_925). A irradiação para incorporação da prata foi com dose de 25 kGy e com taxa de dose de 1,03 kGy/h em um irradiador “Gammacel 220” de Co-60. Posteriormente, os cateteres foram esterilizados com dose de 25 kGy. Observou-se que a deposição do titânio pelo método sol gel na superfície do CVC não foi homogênea, dificultando a incorporação da prata que depende do titânio neste processo de incorporação. A microscopia eletrônica de varredura mostrou falhas no processo de deposição do titânio, assim sendo os testes de atividade antibacteriana não tiveram resultados conclusivos. Podese concluir que a incorporação da prata pelo processo de irradiação foi possível e que este processo não afeta a estrutura do polímero, o que é importante para a correta inserção do cateter venoso central no corpo do paciente.

  • IPEN-DOC 25416

    FAZOLIN, G.N. ; VARCA, G.H.C. ; LUGAO, A.B. . Desenvolvimento de nanocarreadores bioativos na forma sólida à base de papaína induzidas por radiação. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7425-7425.

    Abstract: A papaína, enzima proteolítica extraída do látex do fruto verde do mamão papaia adulto, é um produto de interesse médico por possuir características importantes como auxiliar na redução do crescimento bacteriano em escaras além de possuir alta bioatividade e ser um produto com potencial para carreamento de fármacos. Recentemente desenvolvida em nano escala, a nanopartícula de papaína foi sintetizada utilizando a técnica de síntese por radiação a fim de promover reticulação intermolecular e esterilização do meio, simultaneamente. Contudo, a papaína em meio aquoso sofre hidrolise e por este motivo sua aplicação como nanocarreador pode ser dificultada. Visando a utilização da nanopartícula de papaína como nanocarreador de fármacos, se faz necessário a obtenção da nanopartícula na forma sólida. Este trabalho tem o objetivo de estudar o comportamento das nanopartículas de papaína congeladas e liofilizadas além de sua estabilidade frente ao tempo. A síntese foi realizada utilizando tampão fosfato 50 Mm pH 7,4 e etanol como cosolvente, além de induzir a reticulação com radiação ionizante utilizando a dose de 10 kGy e taxa de dose de 5 kGy.h-1. Após a síntese e irradiação, as amostras foram congeladas a - 80ºC. O tamanho e a estrutura secundária foram avaliados através das técnicas de espalhamento dinâmico de luz e fluorescência, a atividade enzimática foi analisada utilizando substrato específico. A amostra de papaína nativa possui tamanho médio de 4 nm e a nanopapaína ± 7 nm, contudo, após a liofilização, observou-se que os tamanhos não são mantidos, apresentando ± 4 nm para ambas as amostras. Os rendimentos das amostras foram superiores a 90% para todas as condições e considerados satisfatórios. Utilizando açúcares como trehalose e beta-ciclodextrina (2% v/v), este rendimento subiu para 96-98%, porém, a bioatividade caiu cerca de 30% após liofilização e 40% nas amostras liofilizadas com açúcar, ou seja, o dobro do esperado. Sendo assim, concluiu-se que o uso do açúcar é satisfatório no aumento do rendimento porem é indispensável na concentração estudada.

    Palavras-Chave: enzymes; sh-proteinases; papain; nanoparticles; biosynthesis; radiations

  • IPEN-DOC 25415

    KOMATSU, L.G.H. ; OLIANI, W.L. ; RODELLA, E.F. ; LUGAO, A.B. ; PARRA, D.F. . Nanopartículas de Ag/TiO2 e Ag/CaCO3 aplicados em matrizes polímericas de HMSPP/SEBS visando atividade biocida. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7400-7400.

    Abstract: As propriedades e a atividade biocida do compósito nanoestruturado de Polipropileno com Alta Resistência do Fundido (iPP) com o Elastômero Termoplástico estirenoetileno/ butadieno-estireno (SEBS), utilizando as nanopartículas de prata com dióxido de titânio (Ag/TiO2) e nanopartículas de prata com carbonato de cálcio (Ag/CaCo3) foram avaliadas por Espalhamento de Luz Dinâmico (DLS), Difração de Raios-X (DRX), Calorimetria Diferencial Expolratória (DSC), Espectroscopia de Raman, e ensaios biocidas. As nanopartículas de Ag/TiO2 e Ag/CaCO3 foram sintetizadas em laboratório, tendo como precursor metálico o nitrato de prata (AgNO3). Tanto os corpos de prova para os testes quanto o processamento dos compósitos, foram realizados em uma máquina inejetora de bancada. Investigou-se a formação de halo de inibição em ambos os materiais PP/SEBS/Ag/ TiO2 e PP/SEBS/Ag/CaCO3 frente a bactéria E. coli, afim de avaliar a dispersão e o tamanho da partícula que promova uma melhor interação com as celúlas das bactérias.

    Palavras-Chave: nanoparticles; polypropylene; silver nitrates; bioassay; bacteria; polymers

  • IPEN-DOC 25414

    LIMA, C.S.A.; VARCA, J.O. ; FERRARI, A.; NOGUEIRA, K.M.; VARCA, G.H.C. ; LUGAO, A.B. . Development of mucoadhesive PVA/CMC based hydrogel for intravesical chemotherapy. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7343-7343.

    Abstract: Bladder cancer (BC) is one of the main diseases that attack the urinary tract and is globally responsible for 165,000 deaths per year. Bladder tumor may be classified as non-muscle invasive (superficial) or muscle invasive. About 70% of patients present the superficial bladder cancer which is treated by transurethral resection for tumor removal followed by intravesical chemo or immunotherapy. The main challenge reported in the instillation of chemotherapy is the limited drug residence time in the bladder as a consequence of urine levels that leads to fast drug removal from the bladder.1 Hydrogels are chemically or physically crosslinked polymer systems that form three-dimensional networks with high water absorption capacity. Carboxymethylcellulose (CMC) is one of the major soluble derivatives of cellulose widely applied in the medical and pharmaceutical fields due to its biocompatibility, nontoxicity, biodegradability and film forming ability.2 Polyvinyl Alcohol (PVA) is a synthetic polymer with wide pharmaceutical and biomedical applications as it is nontoxic, non-carcinogenic, bioadhesive and easy to process.3 In this work, we developed a mucoadhesive hydrogel from a CMC and PVA polymer blend for chemotherapeutic loading and suitable rheological properties for intravesical instillation, especially designed for treating superficial BC with increased residence time of chemotherapeutic agent. Three formulations (C1, C2 and C3) at different CMC concentrations were prepared - 1%, 2% and 3% (w/v), respectively. PVA concentration corresponded to 1% (w/v) for all formulations. The polymers were separately solubilized in Milli-Q water and then mixed prior to the addition of 20% (v/v) glycerin to increase the mucoadhesiveness of the material. The hydrogels were characterized according to their organoleptic and rheological properties to evaluate the behavior of the material under tension and temperature. Accelerated stability tests of the pharmaceutical form were also performed. Comparatively, formulations with glycerin presented improved mucoadhesiveness, and formulations with 1 and 2% of CMC presented more adequate rheological behavior for the proposed application. In conclusions, the systems presented adequate properties for the delivery of chemotherapeutic agents for optimized BC treatments.

    Palavras-Chave: neoplasms; urinary tract; bladder; therapy; chemotherapy; hydrogels; cellulose; viscosity; pva; polymers; mixing

  • IPEN-DOC 25413

    SANTOS, T.M.R. ; SANTOS, M.J. ; CAMPOS, L.M.P. ; PARRA, D.F. . Avaliação das propriedades térmicas de compósitos experimentais odontológicos a base de BISGMA e TEGDMA utilizando como carga nanopartículas de MMT e MMT/AMX. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7290-7290.

    Abstract: O objetivo do presente estudo foi identificar a influência da nanopartícula de Montmorillonita (MMT) carregada com amoxicilina (AMX) nas propriedades térmica de um compósito experimental odontológica a base de BISGMA e TEGDMA. Foram feitos ensaios individuais dos componentes da matriz polimérica odontológica, do compósito com de MMT e do compósito com MMT/Amoxicilina. Primeiramente foi feito um sol de MMT+AMX com 9 partes de MMT para 1 parte de AMX. Foram confeccionados compósitos com 9% de MMT e 10% de MMT/AMX e também um grupo controle sem carga para comparações. Observou-se a interação dos componentes da matriz odontológica entre si, da matriz carregada com o sol de MMT/AMX e da matriz utilizando somente a MMT como carga. As caracterizações dos compósitos foram realizadas por meio das seguintes técnicas: Análise de Termogravimetria (TGA), Calorimetria exploratória diferencial (DSC) e Espectroscopia de Infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) dos compósitos. A faixa de temperatura na análise de TGA foi de 25 - 600 ºC com taxa de aquecimento de 10 ºC min-1, em atmosfera de nitrogênio. A faixa de temperatura do DSC foi de 25 - 550ºC, em atmosfera de nitrogênio e a análise de FTIR foi feita por transmitância dos compósitos e dos pós individualizados. Observaram-se por meio do TGA todos os eventos de decomposição dos componentes da matriz polimérica, os mesmos se degradaram abaixo de 500ºC. Já com todos os componentes devidamente homogeneizados. A temperatura de degradação total chegou a 510 ºC, já para o grupo com MMT e MMT/AMX em sua composição, a temperatura de degradação ultrapassou os 520 ºC. Foi observado que a MMT interfere na resistência térmica do compósito e a AMX não afetou a estabilidade que a MMT trouxe para o compósito. Por meio da análise de FTIR foi possível identificar a presença dos componentes, tanto para a matriz, quanto para as cargas.

  • IPEN-DOC 25412

    NOGUEIRA, K.M.; VARCA, J.O. ; VARCA, G.H.C. ; LIMA, C.S.A.; LUGAO, A.B. . Development of lignin-PVP based dressing for wound treatment. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7289-7289.

    Abstract: Lignin is a carbon renewable source and has been widely explored in different fields in the last years, especially in biomaterials as dressing and other biomedical devices due its natural origin and low cost1. Poly(ethylene oxide) (PEO) is a synthetic polymer largely used in biomedical applications due its important characteristics such as high hydrophilicity, non-toxicity and ease of process2. The present work aimed to develop a lignin-PEO based dressing for wound treatment by casting. In specific terms, three different polymer blends were formulated using a range of 3 to 10% (w/v) lignin was tested with the addition of 1 to 3% PEO. Lignin was solubilized in aqueous solution (pH>13) alkalized with sodium hydroxide and PEO was solubilized in distilled water. The solutions were heated up to 70 ºC and homogenized until complete polymer dissolution. Then, PEO solution and poly(ethylene glycol) diacrylate (PEGDA) (0.5 - 1.0%) were added to the lignin solution and the blend was mixed for 30 minutes at 70 ºC. Posteriorly the blends were submitted to casting and drying under different conditions, room temperature for 48 hours and incubated at 40 ºC for 24 hours. A control sample of 6% lignin was prepared in the same conditions. Samples were evaluated by physico-chemical and morphological characterizations. The swelling and gel fraction profiles were assessed as well as thermal behavior by differential scanning calorimetry. Chemical modifications were evaluated by infrared spectroscopy. Samples with higher PEGDA content presented minor swelling index. The blends formulated presented different thermal behavior in comparison with the control. Infrared spectroscopy pointed some chemical modifications promoted by the crosslinking agent. In general terms, the material developed presented a potential to continue been explored as dressing for wound treatment

    Palavras-Chave: biological materials; lignin; infrared spectra; polymers; renewable resources; wounds; therapy; healing

  • IPEN-DOC 25411

    ANGELO, M.B.; MUCSI, C.S. ; ROSSI, J.L. ; ARANHA, L.C. ; BOTTREL, J.; MICELLI, A.L. ; ALENCAR, M.C. ; TAKEDA, E. ; NIGRO, F. ; LEITE, D.M.C. . Caracterização morfológica de membrana polimérica em duas gramaturas distintas. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 7151-7151.

    Abstract: Regenerações ósseas maxilares, são procedimentos onde o cirurgião dentista reconstrói cirurgicamente uma falha óssea gerada por um trauma causado por um acidente, por cirurgias pregressas como extrações dentárias, pela perda óssea crônica devido a má higiene bucal durante a vida do paciente ou até mesmo por lesões que acometeram a estrutura óssea dessas regiões maxilares. Biomateriais sintéticos, cada vez mais são desenvolvidos para auxiliar nessas regenerações, evitando assim a utilização de materiais que apresentam maiores riscos e morbidades aos pacientes. Um exemplo de biomaterial que possui características interessantes é a membrana polimérica. A membrana atua como barreira seletiva, impedindo a migração de células epiteliais e tecido gengival, para a área contendo biomaterial. promovendo a manutenção do arcabouço ósseo, mantendo assim melhores condições para que possa ocorrer a formação de novo tecido ósseo e assim uma melhor reparação da área afetada. A membrana é composta de copolímeros de PLGA 85/15, (poli lactatoco- poli glicolato) um polímero biodegradável utilizado há anos na indústria médica, juntamente ao PLGA, a membrana contem também fosfatos de cálcio na forma de Hidróxiapatita e BTCP. Estes fosfatos são convertidos em novo tecido ósseo por células especializadas (osteoblastos), sendo absorvidos pelo corpo humano. Eles também auxiliam no processo de adesão celular por parte dos osteoblastos, gerando um ambiente mais favorável para o crescimento e formação de novo tecido ósseo. Visando a melhor indicação clínica da odontologia, principalmente na implantodontia auxiliando nas regenerações ósseas, o objetivo desse trabalho é a caracterização morfológica através do microscópio eletrônico de varredura (MEV) de uma membrana polimérica com 2 diferentes gramaturas, 500 micrometros e 700 micrometros respectivamente, em desenvolvimento por uma empresa nacional. A estrutura macro e micro foi analisada, notando-se a malha polimérica formada pelo PLGA e a presença dos grânulos de hidroxiapatita e BTCP em ambas amostras. Não foram observadas morfologicamente diferenças na rede polimérica do PLGA, nem nos grânulos de hidroxiapatita e BTCP adicionados ao polímero, nas amostras das duas gramaturas distintas. Apesar da caracterização morfológica através do microscópio eletrônico de varredura (MEV) ser de grande importância para o seguinte estudo, outros ensaios devem ser realizados para uma melhor caracterização do biomaterial, como hidrofilicidade, ensaio de tração, teste de degradação e área de superfície.

  • IPEN-DOC 25410

    MORAIS, V.R. ; LEME, D.R. ; YAMAGATA, C. . Silicato de cálcio e magnésio dopado com terras raras para aplicação como material luminescente. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 1422-1422.

    Abstract: Nos últimos anos, silicatos de metais alcalinos dopados com terras raras têm sido fortemente pesquisados como uma nova geração de fósforos com persistência luminescente. Comparados com os sulfetos convencionalmente utilizados para esse fim, silicatos apresentam luminescência com maior brilho e duração, alem de maior estabilidade química e menor custo. No presente trabalho, fósforos à base de silicatos de cálcio e magnésio (CaxMgSi2O5+x), dopados com Dy3+ foram preparados pela combinação dos métodos sol-gel e coprecipitação. Géis de silica foram obtidos a partir de solução de silicato de sódio. Hidróxidos de Ca, Mg and Dy, precipitados a partir de soluções clorídricas com NaOH, foram adicionados ao gel de sílica. Após lavagem com água destilada para remoção de ions Cl-, o produto foi seco em estufa e calcinado a 1000°C por 2 horas. Os resultados de DRX confirmaram, após a calcinação, a formação da fase diopsita (CaMgSi2O6), fase adequada como host para material luminescente. No espectro de emissão observaram-se picos em 479, 496, 577 e 593 nm, que correspondem, respectivamente, as transições 4F9/2-6H15/2 e 4F9/2-6H13/2 do íon Dy3+. A morfologia do pó foi observada por MEV.

  • IPEN-DOC 25409

    SILVA, A.A. ; SILVA, L.H.M. ; GENOVA, L.A. . Otimização do processo de usinagem de componentes de alumina a verde e parcialmente sinterizados em fresadora CNC. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 1308-1318.

    Abstract: O processo de usinagem de cerâmicas sinterizadas é uma etapa lenta e onerosa na confecção de peças com geometrias complexas, devido à alta dureza e resistência ao desgaste do material. Uma alternativa que vem sendo cada vez mais empregada para a confecção de peças com geometria complexa é a usinagem dos corpos no estado a verde ou parcialmente sinterizados. O processo de usinagem destas peças sofre forte interferência das características do material (como resistência mecânica, dureza, densidade aparente), das características da ferramenta de usinagem (material, geometria da ponta, granulometria) e parâmetros de operação da máquina (como avanço, rotação e profundidade de corte, lubrificação). Neste trabalho estudou-se a as condições de usinagem de peças de alumina prensadas isostaticamente, a verde ou parcialmente sinterizadas (1000 a 1200 °C), empregando-se uma fresadora CNC simples e de baixo custo. Parâmetros como rotação, geometria e granulometria de ferramenta, taxa de avanço, profundidade de corte e lubrificação foram variados empregando-se o método de Taguchi de modo a reduzir o número de experimentos. A qualidade da usinagem e a influência dos parâmetros estudados foram avaliados pela rugosidade da superfície usinada e pela integridade de suas bordas. Verificou-se, como era de se esperar, o benefício da refrigeração no desgaste da ferramenta e também no acabamento da superfície verde e sinterizada. Foi possível chegar a um conjunto de condições relacionadas às características dos corpos cerâmicos e aos parâmetros de usinagem que permitiram obter superfícies com baixa rugosidade (Ra <0,7 μm), livres de trincas e sem lascamento das bordas.

  • IPEN-DOC 25408

    OLIVEIRA, G.L. ; ANDREOLI, M. ; GENOVA, L.A. ; SILVA, G.P. . Tratamentos alternativos para a eliminação de trincas em microesferas cerâmicas produzidas por gelificação interna / Alternative treatments to cracking elimination in ceramic microspheres produced by internal gelation. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 1283-1294.

    Abstract: Neste trabalho sintetizou-se microesferas de oxido de titânio (TiO2) com o objetivo de estudar diversas rotas de lavagem, utilizando solventes não tóxicos que consigam extrair maior fração de orgânicos das microesferas e assim evitar o surgimento de trincas na etapa de calcinação. Foram estudadas lavagens em sistemas de ebulição a 95°C (água pura e mistura água+alcoóis) e tratamentos hidrotérmicos (microesferas imersas em água sob pressão de 2,1 atm a 134°C). Variou-se o tempo e a quantidade dos tratamentos, sendo caracterizada a eficiência desses por análise termogravimétrica. Aqueles que extraíram a maior quantidade de fase orgânica (mais eficientes) foram a ebulição na mistura água+isopropanol (cinco tratamentos de 20 minutos cada) e o tratamento hidrotérmico (por uma hora) extraindo, respectivamente, 60% e 79% da fração orgânica. Constatou-se a eficiência desses dois tratamentos pela observação das microesferas em microscópio eletrônico, onde não foram encontradas trincas nas microesferas.

  • IPEN-DOC 25407

    FILHO, J.C.S. ; SILVA, S.C. ; SOARES, E.P. ; VENANCIO, E.C.; ANTUNES, R.A.; TAKIISHI, H. . Caracterização e Tratamento Térmico do Óxido de grafeno para obtenção do Óxido de Grafeno reduzido. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 1211-1211.

    Abstract: Um dos grandes desafios para produzir o óxido de grafeno reduzido (rGO) é desenvolver rotas de obtenção que sejam viáveis economicamente e que apresentem um alto rendimento e qualidade estrutural. Neste trabalho, foi obtido o rGO por redução térmica do óxido de grafeno (GO) que foi sintetizado pelo método de Hummers modificado. As técnicas utilizadas para caracterização do GO e rGO foram por difração de raios X (DRX) e análise termogravimétrica (TGA). O DRX do GO exibiu apenas o pico característico em 2 teta =10°, correspondente ao conjunto de planos (002) e o termograma obtido por TGA determinou a melhor temperatura para a redução do GO. A perda de massa tem início próximo a 100°C, pela evaporação de voláteis e moléculas de água adsorvida nas camadas de GO e entre 150 e 230°C devido à remoção de grupos funcionais contendo oxigênio tais como (-OH), Epóxi e COOH. Entretanto, a maior perda de massa foi observada a 200°C, onde são obtidos o CO, o CO2 e vapor de água como subprodutos do processo de redução. Assim, observou-se que a temperatura e tempo de tratamento alteram o padrão das curvas das análises termogravimétricas sendo necessário, portanto seu controle. A redução térmica do GO, neste trabalho, foi realizada em atmosfera de nitrogênio, nas temperaturas de 200, 180 e 150°C e tempos de 30, 20 e 15 min, respectivamente. A análise das amostras obtidas por DRX, mostrou um deslocamento do pico 2 teta para 26° e a distância entre os planos atômicos d = 3,8 ?, referindo-se que houve a redução do GO em rGO. O rendimento (massa inicial GO – massa final rGO) das amostras obtidas foi superior a 50% em todos os experimentos, independente da temperatura e tempo utilizados, mostrando a viabilidade na obtenção do rGO no processamento pela redução térmica do GO.

  • IPEN-DOC 25406

    GALEGO, E. ; SERNA, M.M. ; SILVA, P.M. ; BIGIO, J.C. ; FARIA, R.N. . Estudo de adsorção de Eosin Y por eletroforese em ZnO nanoestruturado. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 1118-1118.

    Abstract: Uma das etapas que requer maior tempo para produção de células sensibilizadas por corante é a adsorção do corante na nanoestrutura de ZnO impactando diretamente no custo de sua fabricação. Portanto, a minimização deste tempo sem perda da eficiência da célula é de vital importância para a implementação da fabricação em escala comercial. Este trabalho objetivou estudar a viabilidade do emprego da técnica de eletroforese para otimizar o tempo de adsorção do corante Eosin Y ou 2?,4?,5?,7?- Tetrabromofluorescein (C20H8Br4O5) no ZnO nanoestruturado crescido sobre lamina de vidro com superfície condutora (SnO) pelas técnicas SILAR (Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction ) e CBD (Chemical Bath Deposition) . O corante Eosin Y foi dissolvido em água e etanol, soluções estas que apresentam o comportamento de um coloide onde a molécula de Eosin Y é carregada negativamente quando em água e positivamente quando em etanol. Na eletroforese foram estudados os parâmetros: concentração da solução, densidade de corrente e o tempo de eletroforese. Na célula da eletroforese utilizou-se como contra eletrodo uma chapa de alumínio. A quantidade de corante adsorvido foi avaliada por espectrometria UV/Visível (Cary 5000) após a dessorção em solução de NaOH. A utilização da água como solvente limitou a tensão para valores inferiores a tensão de eletrólise da água, uma vez que para tensões acima deste valor foi observada a geração de bolhas no catodo o que causou a esfoliação da nanoestrutura de ZnO. Com o aumento da concentração do corante observou-se um decréscimo da tensão indicando que a água ainda pode ser empregada como um solvente eficaz. Não foi observada a formação de bolhas com a utilização de etanol como solvente, porém a tensão foi maior empregando-se a mesma densidade de corrente nos dois solvente. A quantidade de corante adsorvida foi da ordem de 10-8 M/cm2 com duração de 15 minutos, valor compatível com a adsorção obtida utilizando o método tradicional da imersão de 4 horas. Observou-se que condições ótimas de concentração do corante na solução, densidade de corrente e tempo para adsorção do corante Eosin Y dependeu do solvente. Conclui-se que a eletroforese mostrou ser um método eficaz para a adsorção do corante reduzindo o tempo desta etapa em um dezesseis avos (1/16).

  • IPEN-DOC 25405

    NEMEH, J.N. ; GROSSI, D.; BRAGA, A.S.; MATAI, P.H.L.S.; DEL LAMA, E.A.; USSUI, V. ; LAZAR, D.R.R. . Avaliação da influência da aplicação de compósitos de titânia e sílica na preservação de pedras ornamentais / Evaluation of the influence of titania and silica composites for ornamental stones preservation. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 996-1008.

    Abstract: A conservação de pedras de patrimônios históricos tem sido foco de diversas pesquisas, principalmente na Europa. Um dos procedimentos estudados é a aplicação de suspensões de sílica com adição de titânia em superfícies de pedras. Essa camada protetora tem sido considerada eficaz, pela estabilidade térmica sob a radiação solar, caráter hidrofóbico da sílica sintetizada e fotocatalítico da titânia. No presente estudo foram avaliadas amostras frescas de pedras ornamentais, antes e após a aplicação do compósito sílica-titânia, preparado pela adição de 1 a 2% (p/v) de titânia (Aeroxide ®TiO2 P25) em tetraetilortosilicato (TEOS) na presença de n-octilamina. Os estudos foram realizados em dois grupos de granitos e mármores, com acabamentos diferentes (com brilho e levigado). Com base em análises de ângulo de contato, espectrofotometria e microscopia eletrônica de varredura, verificou-se a viabilidade de aplicação do compósito com 1% (p/v) de titânia no grupo com acabamento levigado.

  • IPEN-DOC 25404

    MUCCILLO, E.N.S. ; REIS, S.L. ; BATISTA, R.M. ; MUCCILLO, R. . Análise por dilatometria do processo de sinterização do condutor iônico La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O3-d. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 665-665.

    Abstract: Compostos cerâmicos com estrutura perovskita à base de LaGaO3 contendo substituições parciais por Sr e Mg nos sítios A e B, respectivamente, apresentam elevada condutividade de íons oxigênio e são candidatos como eletrólitos sólidos em células a combustível de óxido sólido. A sinterização destes condutores iônicos é, em geral, realizada em altas temperaturas, resultando em perda de Ga e conseqüente formação de fases não-condutoras. Neste trabalho o processo de sinterização do composto La0,9Sr0,1Ga0,8Mg0,2O3-d foi investigado pelos métodos da taxa constante de aquecimento e pela construção da curva mestra de sinterização, empregando dados de dilatometria. O principal objetivo foi avaliar a evolução da sinterização desta cerâmica preparada por reação em estado sólido, em tratamentos térmicos arbitrários. A análise dos dados de dilatometria permitiu obter a energia aparente de ativação (~865 kJ/mol), além de prever a evolução da densidade durante a sinterização não-isotérmica por meio da construção da curva mestra.

    Palavras-Chave: perovskite; solid oxide fuel cells; sintering; ionic conductivity; ceramics; solid electrolytes

  • IPEN-DOC 25403

    SILVA, D.V. ; GALDINO, G.S. ; BARBOSA, L.P.; CASINI, J.S.; FARIA, R.N. . Influence o separator thickness on the performance of electric double layer supercapacitors in aqueous electrolyte. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 664-664.

    Abstract: The effects of the separator thickness (?) upon the equivalent series and resistances (ESR) and specific capacitances (Cs) of supercapacitors electrodes have been investigated using commercially available porous filter paper (?=150 ?m, pores size=7.5 ?m, 80 gm-2). Commercial activated carbon electrodes immersed in 1molL- 1 KOH electrolyte (25oC) have been employed in this study. The specific capacitances were calculated from cyclic voltammetry curves at room temperature employing various scan rates (5, 10, 15 and 30 mVs-1). Internal series resistances of the supercapacitors were measured using the galvanostatic charge discharge curves also at room temperature. A maximum of 28 separators (?=4200 ?m) have been employed in this investigation. It has been shown that the ESR increases substantially with separator thickness (from 3.1 to 7.9 ?cm2). The specific capacitance decreased somewhat with increasing separator thickness and scan rates (from 64 to 52 Fg-1; at 5 mVs-1). The microstructures of the electrode material have been investigated using scanning electron microscopy (SEM) and chemical microanalyses employing energy dispersive X-ray analysis (EDX). A compositional and morphological evaluation of these electrodes showed a very homogeneous microstructure.

  • IPEN-DOC 25402

    SERNA, M.M. ; GALEGO, E. ; SILVA, P.M. ; TATEI, T.Y. ; FARIA, R.N. . Estudo de supercapacitores para emprego em células solares sensibilizadas por corante. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 662-662.

    Abstract: Um dos problemas da geração de energia por células fotovoltaicas é o armazenamento para uso posterior. Neste sentido os supercapacitores se apresentam como uma solução viável ao problema. Estudos recentes mostram que o zinco é um candidato natural devido a sua alta densidade de energia que é da ordem de 650 A/g. As configurações utilizando supercapacitores planares ou em camada diretamente acoplados à célula solar sensibilizada por corante mostrou-se um caminho promissor de pesquisa. O objetivo deste trabalho foi o estudo de supercapacitores de ZnO e ZnO/carvão ativado para armazenamento de energia gerada por células solares sensibilizadas por corante. Os métodos SILAR (Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction), CBD (Chemical Bath Deposition) e hidrotermal foram utilizados para a obtenção de eletrodos nanoestruturados de ZnO planares e em camadas, respectivamente, usando como complexantes: ácido etileno diamíno tetra-acético (EDTA) , hexametiltetramina (HMT) e uréia. Para os capacitores planares as nanoestruturas obtidas foram impregnadas com MnO2, enquanto que para os tradicionais o eletrodo consistiu de uma mistura na razão de X:Y de ZnO/Carvão ativado, com X e Y em proporção (%) de massa de 10:90, 20:80 e 30:70. A voltametria cíclica foi o método empregado para a avaliação da performance dos eletrodos usando como eletrólito o NaSO4 a 1M. Os voltamogramas dos eletrodos produzidos por SILAR/CBD sem impregnação de ZnO mostrou que o ZnO não pode ser considerado como um material apto para uso em supercapacitores. Com a adsorção de óxidos como o MnO2 ao ZnO nanoestruturado crescido no eletrodo leva a ocorrência de reações redox responsáveis pela pseudo-capacitância, processo pelo qual a energia é armazenada. O processo hidrotermal produziu partículas com aspecto semelhante ao SILAR/CBD para todos os complexantes estudados. A razão ZnO/carvão ativado que apresentou melhores resultados foi na proporção de 30:70. No caso dos eletrodos produzidos por SILAR/CBD o melhor resultado foi obtido utilizando o HMT como complexante, o qual produziu um filme de nanorods com menor orientação e quantidade de ZnO. Portanto, a utilização de ZnO para produção de pseudo-capacitores a serem empregados em células solares sensibilizadas por corante mostrou-se como uma opção viável de baixo custo.

  • IPEN-DOC 25401

    CRUZ, P.D. ; COSENTINO, I.C. ; GALEGO, E. ; YOSHIKAWA, D. ; FARIA, R.N. . The effect of vacuum annealing and HDDR processing on the electrochemical characteristics of activated carbon and graphene oxide for the production of supercapacitors electrodes. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 660-660.

    Abstract: Electric double-layer capacitors or electrochemical supercapacitors prepared using activated carbons have been subjected to vacuum heat treatments at low and high temperatures (200, 400, 600, 800 and 1000°C). The activated carbon electrodes have been tested at a window potential of 1.1 V employing a KOH electrolyte (1.0 mol.L-1). The effect of thermal treatment (vacuum or HDDR) upon the electrical properties has been investigated by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). It has been shown that the specific capacitance at 5 msV-1 increases from 50 Fg-1 to 130 Fg-1 after a heat treatment at 400°C for 1 hour under back pump vacuum. At this temperature the diminution in the specific capacitance with higher scanning rate (10 msV-1) was much less pronounced (from 130 Fg-1 to 109 Fg-1). Equivalent series resistance (ESR) and equivalent parallel resistance of supercapacitors electrodes have also been investigated. Internal resistances of the supercapacitors were calculated using the galvanostatic curves at several current densities (10-100 mAg-1). BET analysis of the starting carbon and after thermal treatments have also been carried out in this investigation. The activated structures have been studied using scanning electron macroscopy (SEM) and X-ray diffraction. A compositional and morphological evaluation of these electrodes showed no significant change on the activated carbon structure. Reduced graphene oxide electrodes have also been prepared in this investigation for a comparison.

  • IPEN-DOC 25400

    FANTIN, L. ; YOSHIKAWA, D. ; GALEGO, E. ; FARIA, R.N. . Effects of electrolyte substitution on the specific capacitance and equivalent series resistance of energy storage electrochemical supercapacitors. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 657-657.

    Abstract: The microstructure, chemical composition, equivalent series resistance (ESR) and specific capacitance (Cs) of supercapacitors electrodes have been investigated. Commercial activated carbon electrodes employing organic electrolyte have been tested at a potential window of 1.1 and 2.7 V. Specific capacitances were calculated from cyclic voltammetry curves at room temperature employing various scan rates (2- 70 mV/s). Internal resistances of the supercapacitors were calculated using the galvanostatic cycling curves at several current densities (10-175 mA/g). A maximum specific capacity of 58 Fg-1 has been achieved with the organic electrolyte at a current density of 30 mA/g and a potential window of 2.7V. After this initial study, the organic electrolyte was removed from the electrodes by back pumping vacuum. Two new aqueous electrolytes have been substituted in the commercial electrodes for a comparison: Na2SO4 and KOH (1.0 mol/L). At a discharge density of 75 mA/g, the electrodes with KOH showed a maximum specific capacitance of 53 F/g whereas the Na2SO4 showed only 6 F/g. ESR of the electrodes with organic electrolyte and KOH were in the range of 20 ohms.cm^2 whereas with Na2SO4 of 14 ohms.cm^2. The microstructures of the electrode material have been investigated using scanning electron microscopy (SEM) and chemical microanalyses employing energy dispersive X-ray analysis (EDX). A compositional and morphological evaluation of these electrodes showed a very homogeneous structure.

  • IPEN-DOC 25399

    FUJIMOTO, T.G. ; MUCCILLO, E.N.S. . Influência da zircônia estabilizada com ítria nas propriedades elétrica e microestrutura do galato de lantânio. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 653-653.

    Abstract: O galato de lantânio com substituições parciais de estrôncio e magnésio (LSGM) possui condutividade iônica superior aos condutores iônicos convencionais, como zircônia estabilizada com ítria (8YZS). Esta característica o torna de interesse tecnológico como eletrólito sólido em células a combustível de óxido sólido (SOFC), que operam em temperaturas intermediárias (500-700°C). Paralelamente ao desenvolvimento de novos eletrólitos sólidos para aplicação em SOFC, também se tem procurado meios de otimizar as propriedades dos materiais conhecidos. Com base nisso, neste trabalho foi investigada a influência de adições de 8YSZ nas propriedades elétricas e na microestrutura do LSGM. O aditivo foi introduzido nos teores de 1, 10 e 20% em massa pelo método de mistura de óxidos seguido de sinterização a 1450ºC. As principais técnicas de caracterização empregadas foram a determinação da densidade aparente de amostras sinterizadas pelo método hidrostático, identificação de fases por difração de raios X, análise microestrutural por microscopia eletrônica de varredura e caracterização elétrica por meio de medidas de espectroscopia de impedância. Os resultados obtidos mostraram que com o aumento do teor de aditivo as amostras atingiram densidade relativa ~99% para até 10% em massa de 8YSZ, porém aumentando o teor de aditivo para 20% esse valor diminui para ~92%. Os perfis de difração de raios X mostraram a fase predominante do LSGM. O tamanho médio de grãos aumentou conforme o aumento no teor de aditivo. O valor mais elevado de condutividade iônica foi obtido com adições de 1% em massa de 8YSZ.

    Palavras-Chave: yttrium oxides; zirconium oxides; microstructure; electrical properties; lanthanum oxides; yttrium; temperature range 0400-1000 k; ionic conductivity; oxides; mixtures

  • IPEN-DOC 25398

    REIS, S.L. ; MUCCILLO, E.N.S. . Condutividade iônica da céria com dupla dopagem contendo samária e disprósia. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 652-652.

    Abstract: Eletrólitos sólidos à base de céria contendo terras raras são considerados candidatos para aplicação em células a combustível de óxido sólido, devido sua alta condutividade iônica em temperaturas intermediárias (500-750°C) de operação. Esses materiais cerâmicos, principalmente a céria contendo gadolínia ou samária, exibem maior condutividade iônica em temperaturas relativamente mais baixas em comparação com eletrólitos sólidos de zircônia estabilizada com ítria. No entanto, algumas restrições relacionadas ao seu comportamento na sinterização, juntamente com a melhoria da condutividade iônica, ainda são objeto de investigação. Neste trabalho, a estratégia da dupla dopagem com os óxidos de samário e disprósio foi utilizada visando obter um eletrólito sólido cerâmico com condutividade iônica otimizada. A composição Ce0,8Sm0,2-xDyxO1,9 com x variando de 0 a 0,2 foi preparada por reação em estado sólido, e a influência do teor de disprósio na densificação e na condutividade iônica foi analisada por diversas técnicas. Todas as composições exibiram estrutura cúbica do tipo fluorita. Os eletrólitos sólidos sinterizados atingiram densidades superiores a 92% do valor teórico após sinterização a 1500°C/3 h e valor mais elevado de condutividade iônica do que a composição Ce0,8Sm0,2O1,9.

    Palavras-Chave: solid electrolytes; rare earths; ionic conductivity; samarium; dysprosium; ceramics; temperature range 0065-0273 k

  • IPEN-DOC 25397

    FREITAS, A.C. ; SANZONE, A.E. ; DURAZZO, M. ; CARVALHO, E.F.U. de . Densificação do combustível nuclear UO2-Er2O3 fabricado por mistura a seco. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 624-636.

    Abstract: A rota de mistura mecânica a seco é o processo mais atrativo para realizar incorporação de absorvedores devido à sua simplicidade. Utilizando esta rota, o presente trabalho investigou o comportamento de sinterização do combustível misto UO2-Er2O3. A sinterização de combustível UO2-Er2O3 ocorreu com dois estágios nas curvas de taxa de retração, chamado de bloqueio de sinterização, também visto na sinterização do combustível UO2-Gd2O3. As partículas de óxido de érbio solubilizam na matriz de UO2, deixando um poro característico e um gradiente de concentração ao redor, causado pelo efeito Kirkendall. Estes resultados confirmam que a sinterabilidade depende diretamente da qualidade da homogeneização dos pós, como visto na literatura.

  • IPEN-DOC 25396

    SANSONE, A.E.S. ; FREITAS, A.C. ; CARVALHO, E.F.U. . Catacterização estrutural pelo método de rietveld de pastilhas combustível de UO2-Er2O3 para utilização em reatores a água pressurizada / Structural characterization by rieveld method of UO2-Er2O3 fuel pellets for use in pressurized water reactors. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018.

    Abstract: O aumento da eficiência do ciclo nuclear como um todo é um esforço constante na ciência nuclear. Pode-se conseguir uma maior eficiência na queima do combustível aumentando seu enriquecimento. No entando, isso acarreta em uma maior reatividade incial no reator que precisa ser levada em conta no projeto do sistema de seguraça. Uma maneira de contornar isso é a utilização de materiais absorvedore de nêutrons diretamente nas pastilhas combustível de UO2. Um dos elementos propostos para esse tipo de uso é o érbio (Er), do grupo das terras raras. Para caracterizar a nanoestrutura de pastilhas de UO2 em solução sólida com érbio, quatro misturas secas de UO2 e Er2O3 forarm prensadas e sinterizadas, com concentração de érbia variando de 1,0 a 9,8wt%, e as pastilhas obtidas foram analisadas por difração de raios X. Por meio do método de Rietveld, foi possível caracterizar os efeitos da incorporação do érbio na rede do UO2. Observou-se que o érbio é incorporado na rede, porém de maneira não-homogênea, formando microdomínios ricos em terras raras.

  • IPEN-DOC 25395

    SATO JUNIOR, E.; MANCINI, V.A. ; MARINUCCI, G. ; RIUL, C.. Desenvolvimento de um equipamento para ensaios de fragmentação de monofilamento e seu uso na avaliação da adesão entre fibra de carbono e matriz epóxi / Development of a stage tensile tester for single fiber fragmentation tests and their use in the evaluation of adhesion between carbon fibers and epoxy resin. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 3804-3811.

    Abstract: As propriedades mecânicas de materiais compósitos poliméricos reforçados com fibras são altamente dependentes de uma adequada adesão entre seus constituintes, o que é fundamental na transmissão de esforços – devido ao carregamento da estrutura – da matriz (resina) ao reforço (fibras). A caracterização das propriedades de adesão fibra-matriz pode ser realizada por meio de ensaio de fragmentação. Para este método, é fabricado um corpo de prova em resina (tipo gravata), com um único filamento embutido na direção longitudinal. Este corpo de prova é tracionado, em intervalos regulares, até que o filamento pare de se fragmentar e, a partir daí, é possível determinar a tensão de cisalhamento entre fibra e matriz. Devido à alta complexidade para execução deste ensaio, outros métodos são usados para inferir a qualidade da adesão fibra-matriz, tais como: determinação da tensão de cisalhamento interlaminar (ILSS) e ensaio de tração na direção transversal à orientação das fibras, realizado em corpos de prova unidirecionais utilizando fibras contínuas. No entanto, estes ensaios não apresentam um valor direto como os obtidos no ensaio de fragmentação. O presente trabalho apresenta o desenvolvimento de um equipamento compacto de tração para ensaios de fragmentação de monofilamento e seu uso na avaliação da adesão entre fibras de carbono e resina epóxi. O equipamento conta com célula de carga para monitoramento da tensão aplicada e foi construído para uso em lupa com registro digital de imagens que, por meio de retroiluminação e filmes polarizados, revelam franjas de difração que facilitam a contagem de quebras e a determinação do tamanho de fragmentos.

  • IPEN-DOC 25394

    DALOIA, D.; NUNES, R.M.V.; SILVA, L.G.A. ; PARDINI, L.C.; LAKE, C.; GORGULHO, M.P.; EVORA, M.C.. Investigation of nanocomposites manufactured with carbon nanofiber functionalized via ionizing radiation. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3722-3722.

    Abstract: In aerospace industry, Carbon nanofibers (CNFs) Pyrograf III have been investigated for the manufacture of nanocomposites. CNFs have excellent physical and chemical properties with low cost production however the functionalization of the surface is necessary to enhance the dispersion and tailor CNF to the host polymer. To this end, CNF surface was functionalized with acrylic acid (AA) via ionizing radiation process with objective to introduce functional groups on its surface, which may promote good interface between CNF and epoxy resin system. Nanocomposites were manufactured by two different methodologies of CNF dispersion in epoxy system. Three roll milling methodology promoted better dispersion due to the powerful shearing forces. Nanocmoposites manufactured with CNF functionalized with AA 20wt% solution via gamma irradiation presented better mechanical property as well as highest fiber matrix contact angle.

  • IPEN-DOC 25393

    MOURA, E.A.B. ; BARTOLOMEI, S.S.; SANTANA, J.G. ; VALENZUELA-DIAZ, F.R.; WIEBECK, H.; GUVEN, O.. Preparação e caracterização de nanocompositos EVA/ARGILA/TiO2 para a aplicação no segmento de embalagens para alimentos. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3719-3719.

    Abstract: O copolímero de etileno-acetato de vinila (EVA) é uma poliolefina que apresenta uma variedade de aplicações industriais, tais como cabos e fios, embalagens flexíveis, mangueiras e tubos, encapsulantes fotovoltaicos e calçados. O EVA é muito utilizado na fabricação de embalagens flexíveis para alimentos em razão das suas características de flexibilidade, tenacidade, elasticidade e transparência. O EVA vem sendo bastante utilizado para a obtenção de nanocompósitos, uma vez que o seu caráter polar pode facilitar as interações com as nanocargas adicionadas e conferir melhores propriedades mecânicas, térmicas e de barreiras a embalagem flexível processada a partir do nanocompósito quando comparadas as propriedades da embalagem de EVA puro. Neste trabalho filmes flexíveis de EVA reforçado com argila e dióxido de titânio foram preparados por extrusão, usando uma extrusora de duplarosca, seguida de extrusão plana em extrusora monorosca. Os efeitos da adição de argila e TiO2 nas propriedades dos filmes de EVA foram investigados por meio de ensaios mecânicos de tração, análises de DRX, DSC, TG, FE-SEM, TEM e UV-VIS e a correlação entre as propriedades foi discutida. Os resultados mostraram ganhos de propriedades mecânicas, térmicas e de barreira a UV do filme de EVA devido à adição de argila e dióxido de titânio. Estes resultados mostram que é possível obter ganhos de propriedades interessantes em filmes flexíveis de EVA para a aplicação em embalagens para alimentos pela adição de uma pequena quantidade de argila e de nanopartículas de dióxido de titânio.

  • IPEN-DOC 25392

    MANCINI, V.A. ; MARINUCCI, G. ; RIUL, C.; SATO JUNIOR, E.; MESQUITA, R.N. de . Caracterização espacial e determinação da fração volumétrica local de fibra em compósitos com uso de processamento de imagens e descritores estatísticos / Spatial and local fiber volume fraction characterization of composite material based on image processing and statistical descriptors. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 3649-3660.

    Abstract: O presente trabalho tem por objetivo apresentar uma metodologia para a caracterização microestrutural de um material compósito a partir da técnica de processamento de imagens. Inicialmente foram obtidas imagens por microscopia óptica da seção transversal de um laminado unidirecional, em que se aplicaram o algoritmo da transformada circular de Hough para detecção das fibras e geração de máscaras binárias da microestrutura. A fração volumétrica local de fibra foi determinada pelas técnicas de contagem de pixels unitários e de razão entre áreas. A distribuição espacial das fibras foi analisada por métricas de estatística espacial, como distribuição dos vizinhos mais próximos, função intensidade de segunda ordem e função distribuição radial. A metodologia proposta apresentou como principal vantagem o fato de prover informações sobre a variação da fração volumétrica e da distribuição espacial de fibra ao longo da microestrutura do material compósito, podendo ser utilizada em análise e simulação micromecânica.

  • IPEN-DOC 25391

    FERREIRA, J.C. ; CAVALLARI, R.V. ; LIMA, N.B. ; RODRIGUES, T.S. ; BERGAMASCHI, V.S. ; SILVA, F.A. e . Synthesis and characterization of catalysts based on nickel, cerium, and lanthanum supported on biocarbon for ethanol steam reforming. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Resumo... 2018. p. 3559-3559.

    Abstract: Ethanol steam reforming (ESR) is considered asa promising alternative for hydrogen production due to some differentadvantages that include the large availability, relatively low cost, andsuperior reactivity of ethanol as compared to other compounds. Thus, thistechnology is also considered more sustainable and greener as compared to othermethods usually employed for hydrogen production. However, the currentindustrial catalysts suffer from strong deactivation because the extensivecarbon deposition, which limits their performances and utilization. In order toovercome this limitation, we report herein the synthesis of a catalyst based onnickel, cerium and lanthanum supported on activated biocarbon by a microwaveassisted hydrothermal method. In this method, we first performed a hydrothermalactivation of the biocarbon support at 120 °C using nitric acid (0.3 M) in areactor coupled to a microwave source aiming the formation of acid groups atthe surface of our carbonaceous matrix. In a next step, the adsorption of La3+,Ce3+, and Ni3+ onto the activated biocarbon was performed by the addition ofLa(NO3)3.6H2O, Ce(NO3)3.6H2O, and Ni(NO3)3.6H2O in the suspension containingthe activated biocarbon and potassium thiosulfate for stabilization (pH 8.0) at75 °C. The obtained catalyst was then characterized by scanning electronmicroscopy, X-ray dispersive spectroscopy, X-ray diffraction, temperatureprogramed reduction, and surface area by the BET method. After this step, the catalystwas then evaluated towards the ESR, in which 100 % of ethanol conversion wasobserved with the formation of only H2 (~ 60%) and CO2 (ESR products) and COand CH4 as byproducts (both in low concentrations), indicating a goodselectivity for ESR. Good stability was also achieved with no significant lossof activity even after 24 hours of reaction at 550 °C. The reactants and thereaction products were analyzed by gas chromatograph (Agilent 7890A), equippedwith a thermal conductivity detector (TCD) and a flame ionization detector(FID) connected in series.

  • IPEN-DOC 25390

    FERREIRA, JOAO C. ; CAVALLARI, ROGER V. ; SILVA, FELIPE A. e ; RODRIGUES, THENNER S. ; SILVA, JULIO C.M. ; BERGAMASCHI, VANDERLEI S. . Preparação de catalisadores de níquel e cério suportados em carvão de coco / Preparation of nickel-cerium catalysts supported on coconut charcoal. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA E CIÊNCIA DOS MATERIAIS, 23., 04-08 de novembro, 2018, Foz do Iguaçu, PR. Anais... 2018. p. 3547-3558.

    Abstract: O carvão de coco foi ativado pelo processo hidrotermal assistido por microondas (HMO) usando ácido nítrico (2,42 M) nas condições de temperatura de 120 ºC, patamar de 45 minutos, rampa de aquecimento de 10 ºC min-1 e pressão de 3,0 kgf / cm2. Na caracterização usaram-se métodos analíticos como: espectroscopia Raman, medidas de área superficial (BET), análise térmica (TG), difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e redução à temperatura programada (TPR). Os catalisadores foram avaliados na reforma a vapor do etanol objetivando a formação de hidrogênio. Foram observadas boas atividades catalíticas com conversão completa do etanol e formação predominante de produtos de reforma (H2 e CO2) e CO e CH4 como subprodutos e em baixas concentrações, indicando uma boa seletividade e estabilidade para a reação de reforma a vapor do etanol com a manutenção total de atividade mesmo após 24 horas de reação a 550 °C.

  • IPEN-DOC 25465

    ZUFFI, ARMANDO V.F. . Geração de harmônicos perturbativos por pulsos laser ultracurtos em gases nobres / Perturbative harmonics generation by ultrashort laser pulses in noble gas . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 132 p. Orientador: Ricardo Elgul Samad. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-15052018-113140

    Abstract: Neste trabalho foi estudada a geração de harmônicos perturbativos por pulsos laser ultracurtos em bicos de gás no vácuo. Os harmônicos foram gerados nas regiões espectrais do UV e VUV e sua geração ocorreu em fluxo de gases nobres. Esta técnica possibilita a produção de luz coerente numa região espectral de interesse considerável para várias aplicações, tais como a espectroscopia resolvida no tempo. Para a geração dos harmônicos foi utilizado um sistema laser amplificado de Ti:Safira que produz pulsos de 25 fs, centrados em 785 nm, a 4 kHz. Estes pulsos ultracurtos são injetados em uma câmara de vácuo, onde são focalizados em um bico de gás. Os harmônicos são selecionados por um monocromador e têm a sua intensidade medida por um cintilador e uma fotomultiplicadora. Buscamos abranger uma visão geral sobre a geração de harmônicos perturbativos em gases, com o objetivo de consolidar um conhecimento teórico e experimental no laboratório. Confeccionamos e comparamos o desempenho de dois sistemas distintos de injeção de gás, o bico metálico e o bico de vidro, que são dispositivos pouco explorados na literatura. Os melhores resultados foram obtidos com o bico de vidro. Pudemos estimar a eficiência de geração dos harmônicos do ponto de vista das propriedades microscópicas e macroscópicas de geração, e foi verificada a conversão de energia do feixe fundamental para a geração dos harmônicos, plasma e outros fenômenos não-lineares em argônio. Geramos até o 9º harmônico em argônio, atingindo a região de 85 nm. Foi estudado o casamento de fase e a dependência da eficiência de geração dos harmônicos com a pressão do gás, potência média do laser, chirp e a posição do foco para o 3º, 5° e 7º harmônicos. Com a variação dos parâmetros, observou-se que é possível sintonizar os harmônicos, e que sua geração compete com outros fenômenos, como a ionização do gás. Adicionalmente, foi observada uma queda da eficiência de geração para alta intensidades, que foi associada à depleção do 1º elétron de valência dos átomos do gás, reduzindo a quantidade de centros geradores dos harmônicos. Além do argônio, foram realizadas medidas em hélio, neônio e criptônio, visando estudar como a eficiência de geração dos harmônicos depende das propriedades eletrônicas do gás. Adicionalmente, esses resultados corroboraram a hipótese da depleção dos elétrons de valência.

    Palavras-Chave: lasers; gas dynamic lasers; rare gases; electromagnetic pulses; pulses; electromagnetic radiation; harmonic generation; beam shaping; nonlinear optics

  • IPEN-DOC 25464

    SOARES, SABRINA M.V. . Avaliação da qualidade da água subterrânea no campus do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN / Groundwater quality evaluation at the campus of the Institute of Energy and Nuclear Research - IPEN . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-10052018-151953

    Abstract: O início das atividades para implantação e operacionalização do Sistema de Gestão Ambiental do IPEN teve inicio em meados de 2011/2012 com o processo de regularização ambiental do IPEN/CNEN, por intermédio de seu Termo de Compromisso de Ajustamento de Conduta TCAC (IBAMA/IPEN/CNEN) demostrando as intenções do IPEN/CNEN em adequar-se ambientalmente segundo as diretrizes do IBAMA, respaldado nos aspectos legais em vigor. Esta operacionalização do SGA vem complementar as ações de licenciamento nuclear, em atendimento aos requisitos legais da Resolução CNEN Nº 112/2011, que dispõe sobre o licenciamento de instalações radiativas que utilizam fontes seladas, fontes não seladas, equipamentos geradores de radiação ionizante e instalações radiativas para produção de radioisótopos. O desenvolvimento prático da política ambiental da instituição foi o resultado do conjunto das ações dos programas institucionais, entre eles o Programa de monitoração Químico Ambiental PMQA. As informações associadas a esse Programa visam prover o IPEN de documentação técnica necessária para atendimento às legislações ambientais vigentes e ao atendimento as solicitações do TAC IBAMA referente às suas instalações localizadas na Av. Professor Lineu Prestes, nº 2.242, Cidade Universitária, Butantã, São Paulo, Capital. O Programa Monitoração Ambiental dos Compostos Químicos Estáveis do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IPEN - PMA-Q do IPEN, executado pelo Centro de Química e Meio Ambiente CQMA, desde 2006 estabelece os requisitos básicos para a proteção da vida e da propriedade nas suas dependências, onde são manuseados produtos químicos, biológicos e radioativos e equipamentos e, contempla avaliação da qualidade dos recursos hídricos subterrâneos assim como a caracterização do efluente líquido liberado na rede coletora de esgoto do instituto. Esse Programa contempla a caracterização bimestral da qualidade da água subterrânea em nove poços de monitoramento, avaliando compostos estáveis e radioativos. As análises dos compostos estáveis são realizadas no Laboratório de Análises Químicas e Ambientais LAQA do CQMA. Um sistema de monitoramento tem o papel de acusar a influência de uma determinada fonte de poluição na qualidade da água subterrânea. A localização estratégica e a utilização racional dos poços de monitoramento, aliadas a métodos eficientes de coleta, acondicionamento e análise de amostras, permitem resultados bastante precisos sobre a influência, na qualidade da água subterrânea. A composição natural e a verificação de indícios de poluição ou contaminação das águas podem ser avaliadas por meio de parâmetros físicos, químicos e microbiológicos. Esta avaliação é fundamental para determinação da adequabilidade das águas em função do uso requerido. Desta forma, a proposta do trabalho está alinhada ao Programa de Monitoramento Ambiental dos Compostos Químicos Estáveis do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IPEN, propondo uma caracterização hidroquímica das águas subterrâneas com o objetivo de conhecer as principais características qualitativas desse recurso. Esse conhecimento é fundamental para subsidiar as ações de controle da poluição ambiental. Com os resultados da rede de monitoramento de qualidade, obtidos nos poços tubulares, possibilitarão o estabelecimento de Valores de Referência de Qualidade VRQs para os poços de monitoramento do IPEN.

    Palavras-Chave: groundwater recharge; aquifers; environmental exposure pathway; water pollution monitors; quality control; radiation monitoring; radiation protection; qualitative chemical analysis; quantitative chemical analysis; environmental policy; safety standards

  • IPEN-DOC 25463

    SILVA, FELIPE D. . Estudo dos perfis de N-glicosilação da prolactina recombinante humana expressa em células humanas HEK293 / Study of N-glycosylate profiles of human recombinant prolactin expressed in human cells HEK293 . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 75 p. Orientador: Carlos Roberto Jorge Soares. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-28092018-142442

    Abstract: A prolactina humana (hPRL) é um hormônio sintetizado pela hipófise com inúmeras funções tais como: lactação, reprodução e regulação osmótica. Este hormônio é frequentemente dosado em casos de problemas na lactação, infertilidade, além de estudos que elucidam sua ligação em alguns tipos de câncer (mama, próstata e útero). A hPRL é encontrada na forma não glicosilada (NG-hPRL) (23 kDa) e glicosilada (G-hPRL) (25 kDa), sendo a isoforma glicosilada um modelo ideal de análise de perfil de N-glicanos, já que possui um único sítio de glicosilação localizado na Asparagina 31. A glicosilação está relacionada diretamente à solubilidade, à estabilidade, ao enovelamento, à meia-vida e atividade biológica in vivo. As células de ovário de hamster chinês (CHO) e as células embrionárias de rim humano (HEK293) são os hospedeiros mais utilizados para expressão de proteínas recombinantes, já que podem ser cultivadas em altas densidades e por possuírem similaridade nas modificações pós-traducionais. O objetivo foi expressar, purificar e realizar uma caracterização físico-química e biológica da hPRL glicosilada de células HEK293, incluindo análise da estrutura de carboidratos. Para tanto, foi realizada uma transfecção em células HEK293T (aderidas) com o vetor pcDNA 3.4-TOPO. Foi obtida uma expressão de 21,26 ± 8,3 μg/mL de hPRL no meio condicionado sem soro. A hPRL foi purificada por cromatografia de afinidade a metais imobilizados (IMAC), eluindo 92% da hPRL em uma única fração que, analisada por HPSEC, apresentou pureza de 97%. O perfil de N-glicanos da amostra apresentou seis espécies, todas com terminação em ácido-siálico, do tipo complexo, sendo bi, tri e tetra-antenárias, com relativa predominância da espécie N2G2S1 (29,4%). A bioatividade in vitro da G-hPRL HEK293 demonstrou ser ≅ 16 vezes menor que a G-hPRL produzida em células CHO.

    Palavras-Chave: embryonic cells; animal cells; kidneys; escherichia coli; glycosyl transferases; lth; gonadotropins; high-performance liquid chromatography

  • IPEN-DOC 25462

    SILVA, ANDRÉ S.B. da . Desenvolvimento de ferramentas computacionais para análise de perfis de difração de raios X / Development of computational tools for analysis of X-ray diffraction profiles . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: Luis Gallego Martinez. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-14062018-103718

    Abstract: Neste trabalho foi desenvolvido um conjunto de ferramentas computacionais, em linguagem de programação Python, para a análise de perfis de difração de raios X, tanto para o estudo quanto para obtenção dos valores microestruturais como tamanhos médios de cristalitos e microdeformações, através de dos métodos de: Scherrer, Single-Line, Williamson-Hall e Warren-Averbach. Para aplicar os métodos de análise de perfis, foram também implementados métodos de remoção da contribuição instrumental pelo método de Stokes e ajuste de funções, remoção de ruídos pelo método de Savitzky-Golay, correção da radiação de fundo pelo método de ajuste linear, correção do fator de Lorentz-Polarização e correção do dubleto Kalfa2 .

    Palavras-Chave: debye-scherrer method; diffraction methods; powders; structural chemical analysis; x-ray diffraction; monocrystals; shape; peaks; crystals; size; crystallography; machine tools; differential equations; programming languages

  • IPEN-DOC 25461

    SANTOS, LAÍSSA A.B. dos . Avaliação das concentrações dos radionuclídeos 226Ra, 228Ra, 210Pb, 210Po e caracterização química inorgânica das águas minerais do Parque das Águas de Cambuquira e Marimbeiro, MG / Assessment of 226Ra, 228Ra, 210Pb, 210Po radionuclides concentrations and inorganic chemical characterization of the mineral waters from Water Parks of Cambuquira and Marimbeiro, MG . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 148 p. Orientador: Sandra Regina Damatto. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-25062018-155503

    Abstract: A exposição a fontes naturais de radiação contribui com mais de 98% da dose de radiação normalmente recebida da população; esta dose é principalmente atribuída à incorporação de radionuclídeos naturais das séries de decaimento do 238U e 232Th que possuem meia-vidas relativamente longas. A qualidade da água para consumo humano deve ser constantemente analisada e, um parâmetro muito importante analisado é a radioatividade natural presente. Quando os radionuclídeos naturais estão presentes em águas minerais há uma maior preocupação, pois estas águas podem conter concentrações moderadamente elevadas de 226Ra, 228Ra e 222Rn originalmente dissolvidas e dos radionuclídeos 210Pb e 210Po, que embora apresentem menores concentrações, contribuem para um aumento da irradiação interna e externa dos indivíduos. As áreas de estudo do presente trabalho foram os Parques das Águas de Cambuquira e Marimbeiro e de uma fonte particular de uma fazenda localizados na cidade de Cambuquira, Minas Gerais, onde as águas minerais são frequentemente utilizadas para consumo humano e uso médico. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar as concentrações de atividade dos radionuclídeos 226Ra, 228Ra e 210Pb e 210Po, avaliar as doses efetivas comprometidas devido ao consumo e fazer a caracterização química inorgânica destas águas minerais. Os radionuclídeos foram determinados por medida alfa e beta total e espectrometria alfa, após separação radioquímica em coletas realizadas sazonalmente. Para a caracterização química inorgânica foram determinadas as concentrações dos elementos As, Ag, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu Fe, K, Mn, Ni, Se, Ti e V por fluorescência de raios X. As concentrações de atividades dos radionuclídeos variaram de 4 ± 1 mBq/l a 509 ± 32 mBq/l para 226Ra, de 3,7 ± 0,1 mBq/l a 631 ± 27 mBq/l para 228Ra, de 5 ± 1 mBq/l a 60 ± 5 mBq/l para 210Pb e de abaixo do limite de detecção da metodologia a 36 ± 2 mBq/l para o 210Po. A dose efetiva comprometida máxima em adultos foi de 0,12 mSv/a para 226Ra, 0,32 mSv/a para 228Ra, 0,03 mSv/a para 210Pb e para 210Po 0,031 mSv/a. Dentre os elementos analisados por fluorescência de raios X, os elementos Ag, As, Cd, Cr, Cu, Ni, Se e Ti apresentaram valores abaixo do limite mínimo de detecção da metodologia. Os elementos Ba e Co, considerados contaminantes nas águas minerais, apresentaram valores maiores do que estabelecido pela ANVISA e CONAMA para águas minerais, respectivamente. No entanto, trabalhos da literatura brasileira realizados com água mineral de em outros locais apresentaram valores próximos ao do presente estudo, mostrando que concentrações acima do limite podem representar uma anomalia natural do aquífero.

    Palavras-Chave: nature reserves; groundwater recharge; balneology; natural radioactivity; radioactivity; radioisotope generators; inorganic compounds; site characterization; chemical analysis; radium 226; radium 228; lead 210; polonium 210; brazil

  • IPEN-DOC 25460

    SANSONE, ALBERTO E. dos S. . Estudo da formação de fases cristalinas por difração de raios X no sistema UO2-Er2O3 / Study of the formation of crystalline phases by X-ray diffraction in the system UO2-Er2O3 . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 109 p. Orientador: Elita Fontenele Urano de Carvalho. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-27092018-093821

    Abstract: A otimização de combustíveis nucleares para uso em reatores a água pressurizada pode ser obtida pelo aumento da taxa de queima do combustível. Para isso, no entanto, é necessário levar em conta o aumento na reatividade inicial no reator, causada pelo maior enriquecimento do combustível. Esse problema, por sua vez, pode ser contornado por meio da introdução dos chamados venenos queimáveis diretamente nas pastilhas combustível de UO2. Alguns elementos do grupo das terras-raras possuem propriedades físicas e químicas que os tornam apropriados para esse uso dentro de reatores. Para caracterizar a microestrutura do combustível UO2 utilizado em reatores a água pressurizada dopado de érbio, pastilhas de UO2-Er2O3 foram preparadas, com teor de Er2O3 variando de 1,0 a 9,8 wt%, e analisadas por difração de raios X (DRX) para determinar se houve a formação de solução sólida pelo composto e determinar a variação do parâmetro de rede da solução em função da concentração de érbia. Apesar da análise por DRX ter mostrado que todo o érbio se incorporou à rede de UO2, ela também evidenciou a emergência de uma segunda fase, de estrutura do tipo fluorita, e cuja fração mássica aumenta em função do teor de érbia, enquanto seu parâmetro de rede diminui. Esses resultados são compatíveis com o fenômeno de segregação de defeitos, que consiste na formação de microdomínios segregados da rede principal nos quais há uma concentração maior dos defeitos i.e. são regiões mais ricas em érbio. Assim, a análise por DRX mostrou que houve formação de solução sólida de (U,Er)O2, mas que são necessários ajustes nos parâmetros de sinterização para que seja obtida uma solução monofásica.

    Palavras-Chave: uranium dioxide; erbium oxides; crystal-phase transformations; powder metallurgy; nuclear fuels; x-ray diffraction

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

Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

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Ano de publicação: 2015

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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.

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