Pós-Graduação em Física

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http://localhost:4000/handle/11449/77091

Grande área	Astronomia / física
Área do conhecimento	Física
Área de concentração	Física aplicada
Linhas de pesquisa	Matéria condensada e novos materiais Sistemas complexos e caóticos
Nota do mestrado	3
Código CAPES	33004137063P6
Data de recomendação	13/04/2000
Cidade	Rio Claro
Unidade	Instituto de Geociências e Ciências Exatas (IGCE)
Endereço permanente	http://hdl.handle.net/11449/77091
Página do Programa	http://igce.rc.unesp.br/#!/pgfisica/

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Aceleração de Fermi em bilhares com fronteiras dependentes do tempo descritas por osciladores não lineares: caso conservativo e dissipativo
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2012-02-29) Botari, Tiago [UNESP]; Leonel, Edson Denis [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Neste trabalho estudamos dois bilhares com fronteira móvel cuja perturbação temporal é dada por um oscilador van der Pol. Estudamos um bilhar unidimensional e outro bidimensional na qual uma ou mais partículas clássicas de massa m não interagentes são confnadas ao interior da fronteira que defne o bilhar. Investigando algumas propriedades dinâmicas e estatísticas da partícula em função do parâmetro X que controla o termo não linear e o parâmetro y0 que controla a amplitude do oscilador de van der Pol. O bilhar unidimensional consiste em duas paredes rígidas, em que uma delas é móvel centrada na origem regida pelo oscilador de van der Pol e a outra xa em L. Descrevemos todos os procedimentos para construção do mapeamento que fornece a dinâmica da partícula, assim como as equações necessárias que defnem o movimento da parede móvel. O espaço de fases, o expoente de Lyapunov e a velocidade média são obtidos para diferentes valores de parâmetros de controle. Para o caso em que massa da partícula (mp) é muito menor que a massa da parede móvel (mw), m = mp=mw ' 0, podemos dividir o regime dinâmico em função do parâmetro c em dois tipos: (i) que recupera os resultados do modelo Fermi- Ulam; e (ii) no qual é observado um regime de crescimento da velocidade média nal. Para o caso em que m 6= 0, as colisões da partícula com a parede móvel perturbam o movimento da parede móvel e o sistema se torna dissipativo. Neste caso a dinâmica da partícula tende a pontos xos de forma assintótica passando por um transiente inicial. Para este caso construímos a bacia de atração e a frequência do número de períodos de um conjunto de condições iniciais. Para o bilhar bidimensional, construímos um modelo em que a fronteira é do tipo ovoide, analisamos o caso estático e o móvel regida pelo oscilador de van der Pol...
Análise da estabilidade e ressonância de órbitas retrógradas planares do problema de três corpos em sistemas estelares e planetários
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-02-23) Caritá, Gabriel Antonio; Morais, Maria Helena Moreira [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Neste projeto foi desenvolvido um estudo numérico sobre a dinâmica orbital de sistemas planetários e estelares em que um dos corpos tem o movimento opostos aos demais, variando diferentes razões de massa e vetores de estado, a fim de observar a estabilidade e possíveis ressonâncias retrógradas, considerando as ressonâncias coorbitais 1/2 e 2/1. Verificou-se a estabilidade e as ressonâncias de órbitas retrógradas coplanares de sistemas planetários e estelares em diferentes configurações iniciais, baseandose nos ângulos ressonantes retrógrados críticos e através de Análise de Fourier. Os cálculos computacionais foram realizados utilizando o integrador numérico de ncorpos REBOUND. A estabilidade foi verificada através do indicador caótico mean exponential growth factor of nearby orbits (MEGNO). Os resultados demonstraram a existência de famílias ressonantes retrógradas nos sistemas planetários de massas equiparáveis a joviana, saturniana, netuniana e suas razões, em diferentes regiões ressonantes. Já os sistemas estelares foram estudados somente nos casos circulares restritos, os quais, por sua vez, apresentaram a existência de ressonâncias em diferentes razões de massa e configurações de binários através do espaço de fase. O estudo visa comparar os resultados obtidos com ressonâncias retrógradas hipotéticas.
Análise de escala no mapa padrão dissipativo descontínuo
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2018-02-09) Carneiro, Bárbara Pinto [UNESP]; Oliveira, Juliano Antônio de [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Neste trabalho consideramos o mapa padrão descrito nas variáveis momento e ângulo, a partir do movimento de um rotor pulsado. Uma vez definido o modelo para o caso conservativo, construímos o espaço de fase para analisar a dinâmica do sistema. Observamos um mar caótico ao redor de ilhas periódicas e limitado por um conjunto de curvas invariantes spannig. Para caracterizar o caos, usamos os expoentes de Lyapunov. Estendemos os nossos estudos introduzindo dissipação no sistema. Dada a escolha dos parâmetros de controle, observamos que a estrutura mista observada no sistema conservativo decai exponencialmente para atratores caóticos. Os expoentes de Lyapunov foram usados para caracterizar os atratores caóticos. Introduzimos uma função de descontinuidade no sistema para investigar a raiz quadrada da variável ação quadrática média ao longo dos atratores caóticos. Uma lei de escala foi estabelecida e os expoentes de escala são encontrados numericamente. Finalmente, discutimos uma abordagem analítica para a variável ação quadrática média no mapeamento padrão dissipativo descontínuo.
Análise de vibrações em sistemas discretos de massas concentradas e com dois graus de liberdade através da transformada wavelet
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2008-07-10) Varanis, Marcus Vinicius Monteiro [UNESP]; Campanha, José Roberto [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O estudo de vibrações diz respeito aos movimentos oscilatórios de corpos e às forças que lhes são associadas. Todos os corpos dotados de massa e elasticidade são capazes de vibrar. Deste modo, a maior parte das máquinas e estruturas estão sujeitas a certos graus de vibração A maioria das atividades humanas envolve alguma forma de vibração. O estudo do comportamento dinâmico dessas oscilações mecânicas é o objetivo deste trabalho e para isto propomos um sistema de massas concentradas e com dois graus de liberdade. O sistema será excitado por forças externas, entre elas ondas de terremoto. Com simulações numéricas estudamos o sistema, usando a transformada rápida de Fourier, transformada wavelet.
Análise dinâmica por Wavelets em um sistema com fricção seca e amortecimento
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2002-12-04) Pereira, Danilo Carlos [UNESP]; Campanha, José Roberto [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Neste trabalho analisamos um oscilador não linear com fricção seca e amortecimento por meio das wavelets. Inicialmente fizemos uma breve revisão sobre as wavelets, comparando-as com a transformada de Fourier, destacando os principais tipos de wavelets e a expansão de uma função utilizando como base as wavelets. A seguir, variando a freqüência de excitação externa do sistema, reproduzimos os dados obtidos por S. Narayanan e K. Jayaraman [1991] integrando as equações pelo método de Runge Kutta e obtendo as séries temporais, os planos de fase, os mapas de Poincaré e as transformadas Rápida de Fourier para cada freqüência externa. A seguir, analisamos o sistema por meio da análise de wavelet obtendo seu espectro de wavelet, ou escalograma, e observamos que quando o sistema passa de periódico a caótico, as wavelets constituem um poderoso método para um diagnóstico mais preciso do regime do sistema.
Análise estatística da dinâmica de roubos e furtos residenciais
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2019-06-25) Marques, Murilo Ferriolli [UNESP]; Leonel, Edson Denis [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Nesse trabalho, utilizaremos um autômato celular para investigar o problema de roubos e furtos residenciais. A partir de regras e critérios pré-estabelecidos, definimos o comportamento da difusão da criminalidade em uma cidade como função do tempo e dos seus parâmetros de controle. Utilizando um tratamento estatístico da criminalidade, nossos resultados indicam uma possível transição entre fase endêmica, onde o crime existe porém em baixa ocorrência, e uma fase epidêmica, onde o crime é desenfreado.
Aquisição de magnetização remanente viscosa em rochas: uma abordagem experimental
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020-07-28) Devienne, José Augusto Proença Maia; Scardia, Giancarlo [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A magnetização remanente é uma propriedade encontrada na maioria das rochas. Devido à presença do campo geomagnético, as rochas adquirem magnetização que remete ao campo terrestre vigente. Processos ocorrentes após a formação da rocha podem levar ao surgimento de uma componente secundária conhecida como magnetização remanente viscosa (MRV). Embora geralmente considerada como ruído nos estudos de paleomagnetismo, a componente viscosa pode permitir inferir informações acerca da história geológica local e, como já proposto por alguns autores, ser utilizada como método de datação. Por meio de um estudo experimental de aquisição de MRV em rochas, o presento teve por objetivo levantar relações empíricas entre a magnetização viscosa remanente e parâmetros como campo magnético aplicado, campo HAF e tempo. Buscando diminuir as distorções entre experimento e caso real, o presente estudo adotou como ponto de partida o estudo da evolução da MRV em amostras previamente magnetizadas. Esse cenário é mais próximo daquele encontrado no meio geológico, no qual possíveis componentes viscosas da magnetização das rochas ocorrem sempre de maneira sobreposta ao sinal originário. Foram estudadas oito amostras de diferentes litologias, de modo a avaliar a generalidade das relações de interesse e do processo de aquisição de viscosidade em rochas. As análises de conservação do momento total indicaram a conservação dessa quantidade para os intervalos de aquisição adotados, de tal forma que a viscosidade possa ser interpretada fisicamente como um realinhamento dos momentos magnéticos com novos eixos fáceis de magnetização devido a presença de um campo externo. As curvas de aquisição da MRV em função do tempo foram ajustadas numericamente, o que permitiu a dedução de distribuições de tempos de relaxação f(tau) a partir dos dados experimentais. As relações entre campos HAF e tempo foram melhor ajustadas por equações lineares em ln t, embora a utilização de campos magnéticos com intensidades próximas tenha dificuldado a clara identificação do efeito do campo nas relações obtidas. Além disso, para os intervalos de tempo adotados neste trabalho os ajustes das relações experimentais MRV x HAF por funções exponencial e linear não mostram diferenças significativas, o que sugere que o experimento realizado alcançou apenas o início da curva de aquisição de MRV.
Avaliação da produção de Co2 em solo incorporado com substrato destinado ao uso agrícola por absorção de radiação infravermelha
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2007-09-13) Palmieri, Celso Tomás [UNESP]; Domingos, Roberto Naves [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Este trabalho constitui-se de uma pesquisa multidisciplinar envolvendo física, química, e meio ambiente. Nesta pesquisa foi feito um estudo visando avaliar a absorção de radiação infravermelha da produção de CO2 em solo incorporado com substrato (sementes de aveia amarela, capim-seda, milho, milheto e outros invasores mais inoculação microbiana), com a finalidade de quantificar as emissões deste tipo de solo e as diferenças destas emissões de CO2 com relação à esse mesmo tipo de solo sem a incorporação deste substrato. O material foi coletado na Fundação Mokiti Okada localizada no Município de Ipeúna, interior do Estado de São Paulo SP. O solo retirado foi caracterizado como latossolo vermelho-escuro, argiloso, bem compactado, pouco poroso e com grande capacidade de saturação de água . Foram coletados dois tipos de solos: o solo incorporado com substrato e o não compactado com substrato. Ambos, foram devidamente triturados, peneirados com diâmetro de 2,5 mm e secos na sombra por um período de 12 dias e acondicionados em 12 vasos de cerâmica. Seis desses vasos continham solos não tratados com substrato e seis solos tratados com o substrato acima mencionado. Em cada vaso foi colocado uma quantia de 5.000 mL de solo, onde os mesmos foram umedecidos um dia antes da coleta dos dados. Os vasos receberam 1.200 mL de água, valor este gerado em função da capacidade de campo. No interior de cada vaso foi fixado balde de plástico que através do processo de oxidação da matéria orgânica foi produzido CO2 onde o mesmo foi medido pela câmera respirométrica LI-820 a qual possui leitor ótico infravermelho capaz de medir o fluxo de CO2. Os dados coletados demonstraram que os seis vasos tratados com substratos produziram CO2 em uma proporção muito maior do que os vasos com solos não tratados.
Avaliação da viabilidade técnica para a produção de resistências aquecedoras para desembaçadores de vidros utilizando pasta condutora transparente
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-06-23) Oliveira, Breno Marcel Gomes de; Gozzi, Giovani Fornereto [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Um dos maiores desafios da eletrônica atualmente é a fabricação de eletrodos transparentes, tendo grande interesse na busca de materiais orgânicos e inorgânicos para a produção destes dispositivos. Esta dissertação faz uma análise da viabilidade técnica da produção de resistências aquecedoras para uso em desembaçadores, levando em consideração fatores como transmitância, uniformidade dos filmes, resistência de folha, taxa de aquecimento e tempo de vida. A tinta utilizada foi uma formulação comercial que possui proteção intelectual e tem como propriedade principal transmitância elevada, além de não apresentar risco ambiental pois é constituída de materiais não metálicos, atóxicos e pode ser impressa por serigrafia. A pesquisa envolveu diferentes concentrações de condutor, de modo em que fosse possível controlar propriedades extensivas como resistência de folha e transmitância de luz e propriedades intensivas, como condutividade elétrica e coeficiente de absorção óptico. As provas de conceito foram conduzidas em amostras depositadas em substratos de vidro, onde em função da potência elétrica, foram realizadas medidas de taxa de aquecimento, tempo de vida e desembaçamento de vidro. Os dados de desembaçamento foram comparados com uma réplica de desembaçador automotivo, na qual a formulação do trabalho apresentou tempo de desembaçamento cerca de seis vezes inferior.
Barreiras de transporte para o mapa de ondas de deriva com dois modos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-11-28) Souza, Luis Fernando Bernardi de; Carvalho, Ricardo Egydio de [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A presença de barreiras de transporte em experimentos de confinamento magnético de plasma está associada a melhora no transporte das partículas. Através da aplicação de um potencial elétrico externo, chamado de bias, pode-se criar uma barreira de transporte bastante robusta conhecida como curva shearless. Anteriormente, essas barreiras de transporte foram identificadas em um modelo de ondas de deriva descrito por uma mapa simplético bidimensional obtido aproximando o modelo ideal de infinitos modos espaciais por um modo dominante, permitindo assim o estudo das órbitas das partículas carregadas por um longo tempo. Neste trabalho, adicionamos um segundo modo espacial ao modelo e derivamos um mapa tridimensional modificado. Fixando os parâmetros relacionados ao primeiro modo e variando a amplitude do segundo modo, mostramos, para dois valores diferentes de bias, que a existência das barrerias de transporte dependem da amplitude do segundo modo. Perfis de número de rotação e tempos de recorrência foram usados para as investigações sobre o transporte de partículas e cálculo dos valores críticos do parâmetro da destruição curva shearless. Foi observado que após a destruição da shearless, formação de stickiness atuando como barreira de transporte, na vizinhança das curvas invariantes spannings destruídas. Assim, para avaliar a robustez das barreiras, calculamos a razão das condições iniciais que cruzaram as barreiras em termos dos parâmetros relacionados aos modos e usando o espaço dos parâmetros destacamos a sensibilidade das barreiras de transporte às perturbações.
Bifurcação de Hopf e formas normais: uma nova abordagem para sistemas dinâmicos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2018-12-20) Silva, Vinícius Barros da [UNESP]; Leonel, Edson Denis [UNESP]; Vieira, João Peres [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Este estudo objetiva provar que sistemas dinâmicos de dimensão N, de codimensão um e satisfazendo as condições do teorema da bifurcação de Hopf, podem ser expressos em uma forma analítica simplificada que preserva a topologia do espaço de fases da configuração original, na vizinhança do ponto de equilíbrio. A esta forma simplificada é atribuído o nome de forma normal. Para tanto, foi utilizado a teoria da variedade central, necessária para reduzir a dimensão de sistemas à sua variedade bidimensional, e o teorema das formas normais, utilizando-se como método para determinar a forma simplificada da variedade central associada aos sistemas dinâmicos, atendendo as condições do teorema da bifurcação de Hopf. A partir da análise dos resultados aqui encontrados foi possível construir a prova matemática de que sistemas de dimensão N, atendendo as condições do teorema de Hopf, podem ser reescritos em uma expressão analítica geral e simplificada. Enfim, através deste estudo foi possível resumir todos os resultados aqui obtidos em um teorema geral que, além de reduzir a custosa tarefa de obtenção de formas normais, abrange sistemas N-dimensionais com ocorrência da bifurcação de Hopf.
O bilhar stadium dependente do tempo: aceleração de Fermi e o fenômeno de retardo de velocidade
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2011-02-16) Livorati, André Luís Prando [UNESP]; Leonel, Edson Denis [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Neste trabalho investigamos a dinâmica de uma partícula confinada dentro de um bilhar stadium-like. Em uma primeira aproximação, consideramos as fronteiras do bilhar estáticas, encontramos um mapeamento bidimensional não linear que preserva a área no espaço de fases e que descreve a dinâmica de uma partícula clássica sofrendo reflexões especulares com a fronteira. Variando os parâmetros geométricos da fronteira, pudemos observar uma transição de caos global para caos misto, quando os pontos fixos perdem sua estabilidade. Tal transição é caracterizada pelo mecanismo desfocalizador do bilhar, pela análise estatística do desvio do ângulo médio ψ e pela invariância de escala do expoente de Lyapunov máximo. Baseado nesses itens, descrevemos o bilhar através de um mapeamento genérico que apresenta transição semelhante. Introduzimos uma perturbação temporal na fronteira e consideremos a dinâmica de duas maneiras distintas; (i) onde a partícula pode sofrer colisões sucessivas com a mesma componente e (ii) colisões indiretas. Através da linearização do mapeamento obtido na versão estática, encontramos um valor crítico de velociade de ressonância, onde velocidades iniciais com valores menores do que esse valor crítico, sofrem um decréscimo em sua velocidade devido ao fenômeno de stickiness. Contudo, se a velocidade inicial é maior do que a velocidade crítica de ressonância, temos um comportamento típico de aceleração de Fermi, onde conseguimos descrever esse crescimento ilimitado de energia da partícula através de hipóteses de escala. Quando a disipação é introduzida via colisões inelásticas da partícula com a fronteira móvel, observamos...
Bilhares dependentes do tempo: um mecanismo para suprimir aceleração de Fermi
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2009-07-08) Oliveira, Diego Fregolente Mendes de [UNESP]; Leonel, Edson Denis [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O problema de bilhar teve origem em 1927 quando G.D. Birkhoff considerou um sistema para descrever o movimento de uma partícula livre dentro de uma região fechada por uma fronteira com a qual sofre colisões. Ao atingir a fronteira a partícula é refletida e viaja com velocidade constante até a próxima colisão. Nesse trabalho consideramos um modelo bidimensional conhecido na literatura como Bilhar Elíptico-ovóide. O raio da fronteira em coordenadas polares é dado por R(θ, p, e, є) = (1−e2)/[1+e cos(θ)]+є cos(pθ). Este modelo comporta-se como uma combinação dos bilhares elíptico e ovóide. Se considerarmos o caso em que a excentricidade e = 0 recuperamos os resultados para o bilhar ovóide, por outro lado, se a deformação na fronteira for nula, є = 0, os resultados para o bilhar elíptico são recuperados. Tal modelo consiste em considerar o movimento de uma partícula clássica de massa m movendo-se livremente no interior de uma região fechada. Ao colidir com a fronteira a trajetória da partícula muda de direção sem sofrer perdas de energia. Encontramos as expressões que descrevem a dinâmica do modelo nas variáveis posição angular e ângulo que a trajetória faz com a reta tangente à curva no ponto de colisão e discutimos nossos resultados numéricos. Observamos que o espaço de fases é do tipo misto, contendo ilhas do tipo Kolmogorov-Arnold-Moser (KAM) geralmente envoltas por um mar de caos, caracterizado por um expoente de Lyapunov positivo, e curvas invariantes do tipo spanning separando diferente regiões do espaço de fases. Entretanto, à medida que os parâmetros de controle são variados, a forma da fronteira se altera, podendo ocorrer que algumas regiões da fronteira passam a ter curvatura negativa. Uma implicação imediata deste comportamento é a destruição das curvas invariantes spanning no espaço de fases....
Calcinação e estabilidade térmica de Sílicas mesoporoas preparadas com Pluronic P123
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2013-08-15) Silveira, Thiago da [UNESP]; Vollet, Dimas Roberto [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Neste trabalho, estudam-se as características estruturais de sílicas mesoporosas do tipo SBA-15 e sua estabilidade térmica com relação à temperatura de calcinação. As sílicas mesoporosas foram preparadas a partir da hidrólise do tetraetilortosilicato (TEOS) usando o surfactante tri-block poly(etileno óxido)-poly(propileno óxido)-poly(etileno óxido) (Pluronic P123) como direcionador de estrutura. O copolímero foi removido do precipitado através de exaustivas lavagens em etanol. Amostras foram calcinadas nas temperaturas de 500°C, 600°C, 750°C, 825°C, 900°C e 1050°C. Também as características estruturais de sílicas preparadas com lavagem em etanol e calcinação a 500 oC foram comparadas com as características estruturais de sílicas calcinadas a 500 oC diretamente, sem lavagem com etanol para a remoção do copolímero. As amostras foram caracterizadas por espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS) e adsorção de nitrogênio. Os dados de SAXS mostram que a sílica mesoporosa mantém a estrutura ordenada de poros com ordenamento hexagonal 2D até altas temperaturas de calcinação, mas o parâmetro de rede da estrutura hexagonal diminui com a temperatura de calcinação. As isotermas de adsorção de nitrogênio foram analisadas para a superfície específica de BET (SBET), volume total de poros por unidade de massa da amostra (VP), e distribuição de tamanhos de poros (PSD). As curvas de distribuição de poros mostram um pico bem definido com diâmetro de poro em torno de 7,6 nm, associado aos poros cilíndricos da estrutura hexagonal. O pico da estrutura hexagonal de poros desloca-se para a região de menores diâmetros com o aumento da temperatura de calcinação. A 1050 oC a estrutura de poros é completamente eliminada. O mecanismo de eliminação de poros ocorre por contração do diâmetro do poro cilíndrico da estrutura...
Características estruturais de aerogéis hidrofílicos e hidrofóbicos de sílica modificados com Dodecil Sulfato de Sódio
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2016-02-16) Perissinotto, Amanda Pasquoto [UNESP]; Vollet, Dimas Roberto [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O objetivo deste trabalho foi estudar as características estruturais em géis úmidos de sílica preparados a partir da hidrólise ácida de Tetraetilortosilicato (TEOS) com adições do surfactante aniônico Dodecil Sulfato de Sódio (SDS). O surfactante foi removido após a gelificação. Os géis úmidos exibem uma estrutura fractal de massa com dimensão fractal de massa D (típicamente em torno de 2,25) numa escala de comprimentos que se estende desde o tamanho característico ξ (geralmente em torno de 10 nm) do domínio do fractal de massa até um tamanho característico a0 (típicamente entre 0,3 - 0,4 nm) da partícula primária que constituí o domínio fractal. ξ aumenta enquanto que D e a0 diminuem ligeiramente com o aumento da quantidade de SDS. Aerogéis SCD com superfície específica típica de 1000 m2 /g e massa específica aparente de 0,20 g/cm3 foram obtidos por secagem supercrítica (SCD) dos géis úmidos depois da lavagem com etanol. O volume de poros e o tamanho médio de poros aumentaram com o aumento da quantidade de SDS. Os aerogéis SCD preservaram a maior parte das características do fractal de massa dos géis úmidos originais em larga escala de comprimento e exibiram num nível de resolução em torno de 0,7 nm uma mudança („crossover‟) para uma estrutura de fractal de massa e superfície, com dimensão aparente de fractal de massa Dm ~ 2,4 e dimensão de fractal de superfície Ds ~ 2,6, conforme concluído a partir dos dados de espalhamento de raios-X à baixo angulo (SAXS) e adsorção de Nitrogênio. Aerogéis hidrofóbicos secos a pressão ambiente (APD) apresentaram superfície específica típica de 800 m2 /g e massa específica aparente de 0,20 g/cm3 e foram obtidos após sililação dos precursores géis úmidos com uma mistura de Hexametildisiloxano (HMDSO) e Trimetilclorosilano (TMCS). O volume de poros e o tamanho médio de poros dos aerogéis APD aumentaram com o aumento da quantidade de SDS. Os aerogéis APD preservaram a maior parte das características do fractal de massa do precursor gel úmido em larga escala de comprimento. O raio de giração dos clusters dos aerogéis APD (tipicamente 17 nm) aumentou com o aumento da quantidade de SDS, enquanto que o raio da partícula primária de sílica (tipicamente 2,0 nm) aumentou com a primeira adição de SDS (em relação à amostra sem SDS) e depois diminuiu regularmente com o aumento da quantidade de SDS. A partícula primária apresentou ainda alguma heterogeneidade interna e uma interface do contorno difuso com espessura em torno de 0,7 nm, de acordo com o modelo de gradiente linear para o contorno difuso.
Características estruturais de géis de sílica preaparados a partir da sonohidrólise do tetraetilortosilicato com adições de álcool polivinílico
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2008-07-30) Portella, Jorbison Adélio [UNESP]; Vollet, Dimas Roberto [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Este trabalho tem como objetivo o estudo das modificações estruturais em sonogéis de sílica preparados a partir da sonohidrólise do tetraetilortosilicato (TEOS) em função das diferentes adições de álcool polivinílico (PVA) em solução aquosa (5,5%). Os géis são estudados em estágios que vão desde o estado saturado (gel úmido) até o estado seco do gel (aerogel) resultante do processo de secagem supercrítica. As caracterizações estruturais das amostras são feitas através das técnicas de Termogravimetria (TG), densidade aparente, espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS), análise de distribuição de tamanho de poros e área superficial por Adsorção de Nitrogênio. A razão molar água/TEOS e o volume da mistura dos reagentes foram mantidos constantes no processo de sonohidrólise para todas as adições de PVA. Os sóis foram diluídos em quantidades proporcionais de água depois da hidrólise, a fim de obter a mesma concentração de sílica nos géis depois da geleificação e envelhecimento sob condições saturadas. A estrutura dos géis úmidos pode ser descrita como um fractal de massa com dimensão D essencialmente igual a 2,0 em praticamente todo o domínio de comprimentos característicos experimentalmente explorado por SAXS, de ~0.3 nm até ~15 nm. Para os sonogéis com TEOS puro e com baixa adição de PVA, há um afastamento da lei de espalhamento por um fractal de massa na região de baixos q’s devido ao tamanho finito do comprimento característico ξ da estrutura fractal de massa. O efeito fundamental das adições de PVA na estrutura dos géis úmidos é aumentar o comprimento característico ξ da estrutura fractal de massa, sem mudar a dimensão fractal D. Este resultado foi atribuído a efeitos estéricos do polímero na estrutura do gel...
Caracterização de dinâmica caótica em oscilador não-linear amortecido
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-07-30) Faber, André Paganotti; Livorati, André Luis Prando [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Esta dissertação tem por objetivo investigar as propriedades referentes a dinâmica apresentada por um oscilador eletrônico, constituído basicamente por alguns amplificadores operacionais, uma rede RLC, um par de diodos e perturbado por uma fonte de tensão externa alternada. Tal configuração deu origem a um sistema dinâmico não-linear que possui pontos de equilíbrio, órbitas periódicas e quase-periódicas bem característicos. Através da análise analítica do circuito, definiu-se um conjunto de equações capaz de modelar a evolução do sistema no tempo. Por meio de simulações numéricas, definiu-se o estudo de dois casos específicos: modelo perturbado periodicamente e modelo não perturbado. Para o modelo não perturbado, foram encontrados pontos fixos, bacias de atração e uma curva universal que descreve a convergência para os pontos fixos. Já para o modelo perturbado periodicamente, a análise computacional nos forneceu a existência de alguns fenômenos não lineares tais como: bifurcações, coexistência de ciclos limites, atratores caóticos. Para este caso, também foram encontrados pontos fixos e bacias de atração. Com a implementação do circuito, foi possível variar dois parâmetros presentes no sistema: a amplitude e a frequência da pertubação. Através da aquisição de séries temporais em pontos específicos do circuito eletrônico, encontrou-se um conjunto de espaços de fases experimentais e de mapas estroboscópicos.
Caracterização de materiais luminescentes nanoestruturados de composição ZnO em função do método de síntese através da incorporação de Mg
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2017-07-27) Oliveira, Rodrigo Cury de [UNESP]; Mesquita, Alexandre [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O óxido de zinco (ZnO) é um semicondutor de tipo n com um largo intervalo de banda proibida que é utilizado devido às suas excelentes propriedades de luminescência. Diferentes métodos de preparação de amostras, assim como a incorporação de átomos de magnésio, modifica a banda proibida do ZnO, alterando a intensidade da luminescência, sem grandes alterações em sua estrutura cristalina. Neste estudo, foram preparadas amostras nanoestruturadas de ZnO por três diferentes métodos de preparação (Precursores Poliméricos, Solvotermal e Co-precipitação) e amostras dopadas com diferentes quantidades de magnésio (Zn1-xMgxO). Os resultados de difração de raios-X mostram que as amostras de Zn1-xMgxO cristalizaram completamente sem a presença de fases secundárias (até 20% de magnésio) e os padrões de difração correspondem à estrutura espacial wurtzita hexagonal P63mc. Com o uso do Microscópio eletrônico de varredura comprovamos o aumento do tamanho das partículas relacionado com o aumento da temperatura de calcinação. Espectroscopia de Fotoluminescência exibe uma emissão na região do verde para amostras com magnésio. À medida que a concentração de Mg aumenta, observa-se um aumento desta emissão, o que está associado com o aumento das vacâncias de oxigênio em função da concentração de Mg. Esta técnica ainda mostrou uma emissão na região do laranja em ~ 600 nm para as amostras preparadas por co-precipitação e solvotermal, devido a defeitos do tipo Zn intersticial e a formação de Zn(OH)2 na superfície das nanopartículas de ZnO. A Espectroscopia de Absorção de Raios X (XANES e EXAFS) na borda k do zinco exibem a ocorrência de vacâncias de oxigênio e estas vacâncias podem estar relacionadas com a emissão na região do verde dos espectros de fotoluminescência para amostras de Zn1-xMgxO. Ainda, essas técnicas também confirmam que a incorporação de magnésio não gera grandes alterações na estrutura cristalina.
Caracterização de superfícies de vidros expostas a vapores de KNO3
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2005-03-01) Saggioro, Bruno Zaniboni [UNESP]; Ziemath, Ervino Carlos [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Superfícies de vidro plano comercial (flotado) e de vidros sintetizados no laboratório com diferentes concentrações em massa de SnO2 foram expostos aos vapores resultantes da decomposição de KNO3 fundido a uma temperatura um pouco abaixo da temperatura de transição vítrea. Medidas de EDS mostram um aumento da concentração dos íons K+ na superfície com o aumento do tempo de exposição aos vapores. Alguns destes íons migraram para o interior dos vidros, conforme mostram as medidas do perfil de concentração. Os coeficientes de difusão foram determinados utilizando a técnica de Bolztzman-Matano. Esta mudança na concentração de K+ provocou modificações estruturais na superfície, alterando algumas de suas propriedades físico-químicas. Espectros de reflexão no infravermelho foram realizadas nestas amostras e mostraram que as alterações mais pronunciadas ocorreram na banda em tono de 950 cm-1. A dureza Vickers aumenta com o tempo de exposição. O índice de refração foi determinado pelos métodos de Brewster e refratometria Abbe. Constatou-se que quanto maior o tempo de exposição aos vapores, maior o valor do índice de refração das amostras. Foi verificado se esta nova técnica de troca iônica, isto é, por exposição a vapores, é propicia na preparação de dispositivos baseados em guias de ondas planares, utilizando a técnica de acoplamento de prisma. Vidros sintetizados também foram submetidos a testes de dilatometria com o intuito de determinar a temperatura de transição vítrea e calcular o coeficiente de expansão térmica. Medidas de densidade foram realizadas utilizando o principio de Arquimedes. Há diversas evidências experimentais que o estanho incorporado à estrutura vítrea atua como cátion formador de vidros, e que inibe a difusão iônica.
Caracterização de vidros preparados com resíduos de indústria de galvanostegia
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2003-12-15) Delbianco Filho, Sérgio [UNESP]; Ziemath, Ervino Carlos [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Um dos grandes problemas do atual estágio do desenvolvimento humano e tecnológico é a grande quantidade de resíduos sólidos produzidos. O problema torna-se mais preocupante nas regiões de grandes densidades populacionais. O encapsulamento de resíduos sólidos em vidros tem sido uma solução extremamente interessante, pois permite a imobilização de substâncias nocivas na estrutura do material produzido. Levando em conta estes aspectos, o presente trabalho tem como objetivo a transformação de resíduo gerado pela galvanostegia de indústria de bijuterias em matéria-prima para corantes de vidros, visando dar um destino nobre a este sub-produto, e mostrar que os vidros sintetizados apresentam propriedades atrativas. O resíduo obtido da indústria de galvanostegia foi calcinado e micronizado. Vidros de silicato com cinco diferentes concentrações do resíduo, foram preparados pelo método convencional de fusão. Um vidro sem resíduo também foi preparado para atuar como referencial nas caracterizações físicas realizadas. Como matérias-primas na sintetização dos vidros foram utilizados o resíduo, uma frita e bórax, comerciais. Visando determinar a composição química qualitativa e quantitativa da frita e do resíduo, foram empregadas as técnicas de espectroscopia de fluorescência de raios-X (XRF) e de espectroscopia de energia dispersiva de raios-X (EDS), respectivamente. A frita e o resíduo foram também analisados por difração de raios-X, visando avaliar sua cristalinidade. Os vidros sintetizados foram caracterizados empregando-se as seguintes técnicas experimentais: densidade, dureza Vickers, dilatometria, espectroscopia de reflexão difusa no infravermelho (DRIFT), espectroscopia de absorção óptica, espectrofluorimetria, lixiviação, e espectrometria de plasma induzido (ICP). Os resultados obtidos se mostraram extremamente satisfatórios... .

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