Teses e Dissertações (BDTD USP - IFSC)
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Item Caracterização estrutural de vidros fluorofosfatos utilizando metodologias de RMN(2014-08-18) Silva, Raphaell Júnnio MoreiraO presente trabalho aborda o estudo de correlações entre estrutura e propriedade de uma nova composição de vidros fluorofosfato. O trabalho compreende na síntese e caracterização de vidros fluorofosfatos com a seguinte composição: [80Ba(PO3)2 - 20Al(PO3)3]1-x[80BaF2 - 20AlF3]x(0 ≤ x ≤ 40 - mol%).Ressonância Magnética Nuclear e Espalhamento Raman são técnicas indicadas no estudo estrutural de materiais amorfos, como por exemplo, os vidros. Através dos resultados obtidos por difração de raios-X (DRX) e análise térmica diferencial (DTA) confirmam a formação de um sólido amorfo com concentrações de íons fluoretos de até 30 mol%. No entanto, a partir dos resultados da quantificação dos íons fluoretos via 19F RMN sugerem que houve uma quantidade significativa de perda de fluoreto ou ainda troca dos íons fluoretos por óxidos. Os espectros de 31P e Raman indicam uma gradual conversão das unidades Q2m em Q1m com o aumento de x. 19F RMN indica que os átomos de flúor estão em dois ambientes químicos distintos, onde os íons fluoretos estão ligados com átomos de fósforo ou distribuídos em um ambiente misto de Al/Ba. Resultados obtidos via 19F{31P}-REDOR confirmam a formação da ligação P-F. Os espectros de 27Al mostram a predominância dos átomos de alumínio com geometria octaédrica e ainda os resultados de 27Al{31P}-REDOR sugerem uma coordenação preferencial dos Al com unidades fosfato. Através dos resultados dos acoplamentos dipolares homonucleares via 31P{31P}-DRENAR corroboram com a deconvolução dos espectros de 31P na atribuição das espécies Q1m e Q2m.Item Teorias adiabáticas e aplicações em Ressonância Magnética Nuclear(2014-05-07) Segura, Charlie Oscar OncebayNesta dissertação apresentaremos um estudo da adiabaticidade em Ressonância Magnética Nuclear. Para tal, apresentaremos inicialmente uma revisão sobre o conceito de adiabaticidade em sistemas quânticos fechados e abertos. Muitos processos adiabáticos comumente utilizados em Ressonância Magnética apresentam um bom desempenho, embora a aproximação adiabática não seja valida durante todo o processo, então através do formalismo da superadiabaticidade de Berry faremos correções para que o pulso satisfaça a condição adiabática. Nesta abordagem, um Hamiltoniano dependente do tempo e que evolui lentamente é iterativamente transformado em quadros diagonais dependentes do tempo até que a aproximação adiabática mais precisa é obtida. Examinaremos as capacidades das iterações super-adiabáticas para produzir uma sequência de atalhos para a adiabaticidade do sistema e estenderemos o conceito da dinâmica superadiabática para sistemas abertos, cuja evolução é governada por uma equação mestra na forma de Lindblad, fornecendo o quadro geral necessário para determinar a estratégia de controle necessário para alcançar a superadiabaticidade.Item Desenvolvimento de metodologia de supressão de solvente por espectroscopia localizada por RMN(1H MRS) utilizando pulsos de RF adiabáticos com aplicação em medidas de açúcares em frutas(2014-02-25) Xavier, Rogério FerreiraNovas seqüências para supressão de contribuições indesejadas em Imagens e Espectroscopia por Ressonância Magnética Nuclear, tais como as provenientes da água, um solvente que sempre resulta num sinal muito intenso em sistemas biológicos, são motivos de estudo e desenvolvimento com diversas aplicações atuais. O método que estamos propondo aqui, uma versão adiabática de MEGA incorporada nas seqüências PRESS e STEAM, visa a supressão do sinal da água presente no espectro de um volume localizado em uma amostra intacta. Para o campo magnético desse estudo (2.0 Tesla) e pelas características do magneto usado nesses experimentos, o pico do solvente tem o inconveniente de apresentar uma linha espectral muito larga quando comparado com a extensão do deslocamento químico das fiações de açúcar. O resultado indesejado é a sobreposição pelas suas vertentes, das diversas outras linhas espectrais, cujo interesse é de extrema importância, como a de alguns sólidos solúveis de açúcares. O principal problema encontrado é que a separação entre os picos da água e dos açúcares próximos é da ordem de 1 ppm. A metodologia proposta consiste na aplicação de pulsos de gradiente de campo magnético intensos em conjunto com uma seqüência de pulsos de RF adiabáticos e convencionais, seletivos em freqüência e espacialmente, para suprimir o pico da água em uma região espectral muito específica, sem nenhum dano a linearidade de fase do espectro restante. Esse procedimento, aliado a uma localização espacial muito eficiente, aumenta ainda mais o poder de análise desta ferramenta, a 1H MRS. Os resultados obtidos em campo de 2.0Tesla (85 Hz/ppm) mostraram que as seqüências híbridas adiabáticas MEGA-PRESS e MEGA-STEAM são bem eficazes na supressão do pico da água, como era esperado. Além disso, sua aplicação no monitoramento do grau de maturação de frutas intactas através do seu teor de açúcar, se mostrou muito bom dadas as condições experimentais extremamente limiares apresentadas pelo espectrômetroItem A espectroscopia de alta resolução em sólidos por RMN aplicada ao estudo de compostos híbridos sílica-polipropilenoglicol-LiClO4 condutores iônicos e do polímero condutor eletrônico poliparafenileno dopado com FeCl3(2013-12-09) Souza, Paulo Henrique deNeste trabalho estudamos duas classes diferentes de materiais condutores através de várias técnicas: o polímero condutor eletrônico Poliparafenileno (PPP) dopado com FeCl3, e os compostos condutores iônicos orgânico-inorgânico complexados com LiClO4, chamados ormolitas. Um estudo comparativo de PPP dopado com FeCl3, por RMN de Alta Resolução em Sólidos de 13C , Ressonância Paramagnética Eletrônica, Susceptibilidade Magnética e Condutividade Elétrica foi realizado em função da concentração de Fe e da temperatura. Observou-se uma forte influência do íon paramagnético Fe3+ na largura de linha e nos tempos de relaxação spin-rede medidos por RMN de alta resolução através do 13C. OS resultados obtidos pelos diferentes métodos estão correlacionados e podem ser explicados pelo modelo polaron-bipolaron. Duas famílias de ormolitas, foram preparadas pelo processo sol-gel. Um estudo comparativo destes compostos por RMN de alta resolução multinuclear, Calorimetria Diferencial (DSC) e Condutividade Elétrica foi feito em função da concentração de lítio, do comprimento da cadeia polimérica, da razão polímero-sílica e da temperatura. Através das medidas de largura de linha dos espectros de RMN em função da temperatura, para os núcleos de 7Li e 13C, podemos observar uma forte correlação entre RMN, DSC e Condutividade Elétrica. Estes resultados confirmam que a condutividade iônica do lítio é governada pela mobilidade dos segmentos da cadeia polimérica, sendo esta responsável pela modulação das barreiras eletrostáticas nos sítios do íon Li+Item Estudo de complexos fotocrômicos de xerogéis de ormosil através de ressonância magnética nuclear em estado sólido(2010-02-10) Oliveira Junior, Marcos deFotocromismo refere-se ao fenômeno reversível no qual um material altera sua coloração quando irradiado com luz. Neste trabalho, é analisada a estrutura de materiais híbridos formada por poliânions de ácido 12-tungstofosfórico (H3PW12O40, HPW) HPW) inseridos em uma matriz de silicatos orgânico-inorgânica (ormosil). Estes materiais apresentam atividade fotocrômica na faixa do UV (~200nm). Os complexos analisados correspondem a formulações contendo 3-aminopropiltrietóxisilano (APTS), butironitrilatrietoxisilano (BUT), feniltrietóxisilano (FTS), tetraetilortosilicato (TEOS) e 3-glicidoxipropilltrimetóxisilano (GLYMO), com concentrações variadas dos precursores, objetivando o controle da resposta fotocrômica, visando a aplicação destes materiais em dosímetros de UV de baixo custo. Os complexos são constituídos de três componentes principais: a matriz inorgânica de silicatos, responsável pelas propriedades mecânicas dos complexos; os grupos orgânicos, que fornecem elétrons para a redução do HPW; e o poliânion de HPW, que é responsável pelo efeito fotocrômico. O objetivo deste trabalho é obter uma descrição da estrutura das três partes do híbrido e a da interação entre elas, que permita avançar na compreensão do fenômeno fotocrômico e oriente no processo de preparação destes complexos. Foi utilizada a técnica da Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de alta resolução em estado sólido de 31P, 29Si e 13C para analisar, respectivamente, os ambientes de coordenação do poliânion, a distribuição de espécies de silicatos na rede inorgânica e o estado dos grupos orgânicos vinculando a rede com os poliânions. Através de técnicas como a ressonância dupla de eco de spin (SEDOR) entre 1H e 31P, e a correlação heteronuclear (HETCOR) 1H-29Si, foi obtida informação de mais longo alcance sobre o ambiente de coordenação do HPW e da distribuição relativa de espécies da rede inorgânica. Os resultados de 31P-RMN mostram que em todos os complexos analisados os poliânions de HPW se mantêm íntegros e estão diluídos na matriz ormosil, sem existir segregação em ambientes hidratados. Mediante a RMN de 31P, não foram constatadas diferenças estruturais significativas com relação à interação dos grupos amina e nitrila com o poliânion. Os resultados de RMN de 29Si revelam uma matriz amorfa do ormosil, contendo espécies tetraédricas SiO4 e grupos de organosilicatos com uma e duas ligações Si-C. A conectividade média da matriz de ormosil é invariante entre os diferentes complexos. Os experimentos de 13C-RMN mostram que o GLYMO é o único precursor cujo grupo funcional sofre algum tipo de reação, resultando em grupos diol que restringem a mobilidade do poliânion. Foi demonstrada pela primeira vez a possibilidade de analisar o processo fotocrômico através de RMN de 31P em amostras irradiadas, verificando a reversibilidade do processo a nível atômico.Item Estudo da reação álcali-sílica em concretos através de ressonância magnética nuclear de alta resolução(2009-12-04) Florindo, Renata NobregaA reação álcali-silica (RAS) ocorre entre certas formas de sílica, estruturalmente distorcidas ou amorfas, e soluções de hidróxido alcalino, como KOH e NaOH. O produto da RAS é um gel de silicato e álcalis, susceptível de expansão pela absorção de água. Quando a RAS ocorre nos agregados minerais utilizados no concreto, o processo de reação e expansão do gel compromete a resistência mecânica da estrutura. Neste trabalho, foram estudados os efeitos sobre o gel de dois processos propostos respectivamente para mitigar a expansão e prevenir a ocorrência da RAS: o tratamento do gel com LiNO3 e a aplicação de metiltrimetoxisilano (MTMS, Si(OCH3)3CH3). Também foi analisada a reatividade de minerais utilizados como agregados (basalto, granito e quartzito), simulando a RAS em condições de laboratório. Utilizando técnicas de ressonância Magnética Nuclear (RMN) de 29Si, 7Li, 23Na, 13C e 1H, foi analisada a estrutura do gel, dos minerais e dos produtos resultantes dos tratamentos e de ataques com soluções alcalinas. Os resultados mostram que a estrutura de silicatos no gel é lamelar formada principalmente por silicatos do tipo Q3 e a aplicação de soluções de LiNO3 provoca uma transformação para um silicato de tipo linear. Esta alteração, eliminado os espaços interlamelares capazes de absorver água e causar expansão coletiva da estrutura, explica o efeito observado de redução da expansão pelos tratamentos com Li. Por outro lado, após exposição ao MTMS não foi detectada interação dos silicatos pertencentes ao gel com os grupos SiCH3, indicando autocondensaçao dos silanos. Com relação ao ataque dos minerais reativos, foram detectadas mudanças na distribuição de espécie de silicatos Qn nas três rochas. No basalto e no granito existe um aumento da fração de espécies Q1 e Q4 com relação ao mineral original. No quartzito as diferenças são maiores em magnitude e dependem dos parâmetros do ataque: temperatura e tempo de ataque. O aumento da temperatura dissolve os silicatos amorfos de conectividade baixa e média (Q0, Q1 e Q2) e produz um silicato altamente conexo formado por espécies Q3 e Q4. O aumento do tempo de ataque à temperatura ambiente não produz transformações apreciáveis na parte amorfa, mas sim dissolução de silicatos Q4 pertencentes a grãos de quartzo de maior tamanho.Item Estudo por RMN de condutores iônicos poliméricos formados por blendas de POE:PEG(2008-04-10) Bloise Junior, Antonio CarlosEletrólitos poliméricos formados à partir de PIE e um sal de metal alcalino (LiBF4, LiClO4, LiCF3SO3) tem despertado grande interesse devido ao enorme potencial de aplicação em dispositivos eletroquímicos. Nestes sistemas sólidos, a macromolécula atua como solvente para o sal que fica parcialmente dissociado na matriz polimérica originando a condutividade iônica. Na tentativa de se obter complexos cada vez mais condutivos, novos sistemas tem sido propostos. Dentre eles destacam-se a formação das blendas poliméricas. Neste trabalho foram feitas investigações por Ressonância Magnética Nuclear (RMN) para se estudar a dinâmica (iônica e molecular) das blendas [POEx:PEG1-x]8LiBF4 (x=0.75, 0.50 e 0.25). Para isso realizaram-se medidas de largura de linha e taxa de relaxação dos núcleos de 1H e 19F entre - 80°C à + 80°C na freqüência de 36 MHz. Também foram feitas medidas de análise térmica (DSC) e condutividade (?). Em algumas das composições de blendas, os dados extraídos das medidas da taxa de relaxação do 1H, revelaram dinâmicas das cadeias poliméricas do POE e PEG ocorrendo separadamente. Foi observado através da análise das medidas de ressonância do 19F, que os movimentos parecem ocorrer de forma independente aos movimentos segmentários das cadeias.Item Tomografia de estado quântico via ressonância magnética nuclear através de rotações globais do sistema de spins(2007-09-21) Carvalho Neto, João Teles deO objetivo principal da presente Tese é expor um método de Tomografia de Estado Quântico desenvolvido para ser aplicado em sistemas de núcleos quadrupolares isolados. O espaço de Hilbert de tais sistemas pode ser usado para processar a informação quântica de um sistema equivalente constituído por vários q-bits. O método proposto baseia-se na aplicação de pulsos de radiofrqüência não-seletivos que possuem a propriedade de promover rotações globais do estado quântico do sistema. Utilizando uma descrição analítica dessas rotações foi possível generalizar o método proposto para núcleos quadrupolares com qualquer número quântico de spin. O método também pode ser adaptado para sistemas de núcleos acoplados, embora para esses casos seja necessário utilizar períodos de evolução sob a hamiltoniana de interação livre para determinar alguns dos elementos da correspondente matriz densidade. Como aplicação do método de Tomografia de Estado Quântico, utilizaram-se núcleos de 23Na dissolvidos em um cristal líquido liotrópico para obter os resultados experimentais das implementações do algoritmo de Deutsch e do algoritmo de busca de Grover, além da medida da dinâmica de relaxação de vários estados pseudo-puros. Também foram realizadas simulações do método proposto para o caso de um sistema quadrupolar de spin 7/2 e para três spins 1/2 homonucleares acoplados.Item "Metodologia de imagens de NMR que utiliza um único pulso adiabático de inversão."(2004-08-16) Paiva, Fernando FernandesBaseado em uma seqüência já conhecida de Multislice Spin Echo convencional, implementamos uma seqüência do tipo Modified Driven Equilibrium Fourier Transform (MDEFT) adiabática multislice em um sistema de 2T e um de microimagens (9.4T). Essa metodologia utiliza, como pulso de inversão, um pulso de RF com modulação em amplitude e freqüência, conhecido por pulso adiabático. Dessa forma, os tempos de inversão são iguais para todos os planos selecionados, resultando num contraste por T1 uniformemente distribuído ao longo dos mesmos. O uso de um único e longo pulso adiabático de inversão tem, ainda, a vantagem de utilizar uma potência de pico menor para operar da mesma forma que um grupo de m pulsos convencionais. Utilizamos pulsos cujas modulações correspondentes de fase e freqüência foram calculadas com base nas condições de Offset Independent Adiabaticity (OIA) e a real eficiência dos mesmos foi avaliada através de simulações e experimentalmente. Para realização dos testes da metodologia desenvolvemos e caracterizamos dois phantoms , cujas imagens demonstram a aplicabilidade da metodologia nos dois sistemas utilizados.