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Cerebral blood flow monitoring is critical and is carried out routinely in clinical settings. There are noninvasive techniques based on near-infrared diffuse optics that have been developed in the past decades and are being used in clinical research. ICFO-Medical Optics group has developed techniques for continuous noninvasive measurements based on Diffuse Correlation Spectroscopy (DCS). Recently, due to the advancements in DCS technology, measurements with a temporal resolution higher than 25Hz can be done, allowing us to resolve the pulsatile behavior of blood flow due to the cardiac cycle. Fast blood flow measurements can enable new applications for DCS, with new potential bio-markers related to the pulsatile signal. To realize the clinical potential of DCS pulsatility monitoring, a better understanding of the influences on the measurements is needed to estimate pulsatility in a precise manner. In this project, we introduce a pulsatile tissue simulating phantom using a DCS device and analyze and compare the pulsatile signals obtained under different conditions by defining a pulsatility index.

In this study, seven derivatives of salicylaldehyde thiosemicarbazones (1-7) were synthesized by refluxing substituted thiosemicarbazide and salicylaldehyde in an ethanol solvent. Different spectral techniques (UV-vis, IR, and NMR) were used to analyze the prepared compounds (1-7). Accompanied by the experimental study, quantum chemical studies were also carried out at the M06/6-311G(d,p) level. A comparative analysis of the UV-visible spectra and vibrational frequencies between computational and experimental findings was also performed. These comparative data disclosed that both studies were observed to be in excellent agreement. Furthermore, natural bond orbital investigations revealed that nonbonding transitions were significant for the stability of prepared molecules. In addition, frontier molecular orbital (FMO) findings described that a promising charge transfer phenomenon was found in 1-7. The energies of FMOs were further used to determine global reactivity parameters (GRPs). These GRP factors revealed that all synthesized compounds (1-7) contain a greater hardness value (η = 2.1 eV) and a lower softness value (σ = 0.24 eV), which indicated that these compounds were less reactive and more stable. Nonlinear optical (NLO) evaluation displayed that compound 5 consisted of greater values of linear polarizability ⟨α⟩ and third-order polarizability ⟨γ⟩ of 324.93 and 1.69 × 105 a.u., respectively, while compound 3 exhibited a larger value of second-order polarizability (βtotal) of 508.41 a.u. The NLO behavior of these prepared compounds may be significant for the hi-tech NLO applications.

The project revolves around the development of a low-cost, high-performance Optical Spectrum Analyzer (OSA) for Passive Optical Networks (PON). From the study of the mathematical model of the laser used for the sweeping of the optical networks bandwidth, to the experimental section where different parameters of the laser, mainly current and temperature, are tuned simultaneously and combined along with their strengths to obtain a fast and broad sweep. At last, the results of the proposed equalization method are assessed to confirm the viability of such a method.

Nano-structuration of materials at the mesoscale to give rise to porosity-controlled coatings represents an important breakthrough in the area of Materials Science and Engineering, offering new and enhanced functionalities of interest in fields such as optics, optronics and optoelectronics. In order to optimize their performances, in-depth analyses are required: local information about the morphology, composition and atomic structure, the compactness distribution, but also layer homogeneity, interface and interpenetration between stacked layers or oxidation are extremely important factors that can ruin their way of operation. In this particular context, the objective of the present PhD Thesis is to make significant contributions to the study and development of multifunctional porous nanostructured systems, from their design and elaboration, to the maximum knowledge of their structure and properties, through advanced (S)TEM methods, including 3D reconstructions, elemental analyses at the nanoscale and atomic-scale imaging, combined with optical spectroscopy techniques. In the first instance, given the great potential of the slanted nanostructures generated by means of oblique angle depositions, in which the refractive index gradient can be tuned by the columns tilt and density imposed via the growth angles and parameters, OAD broadband antireflective coatings based on Si, Ge or SiO2 OAD films have been designed, manufactured, and extensively characterized with the aim of maximizing the performance of the optical elements in the vis-IR wavelength range. This same approach has also been implemented to enhance the antireflective capabilities of transparent conductive ITO thin films in the near-IR window without compromising too much their electrical response. On the other hand, the advanced structural and functional characterization of porosity-controlled GaN NW arrays grown by plasma-assisted MBE through (S)TEM methods and vis-IR SE elliposmetry, has helped not only to improve growth processes but also to optimize their resulting optical and electrical properties. Finally, the knowledge and methodologies acquired during the study and optimization of the previous porous systems have been transferred to the development of a two-step procedure, based on the deposition and the subsequent fast oxidation of vanadium-based OAD films in open air atmosphere, for the synthesis of thermochromic VO2 coatings of tunable metal-to-insulator response and controlled grain sizes and crystallinities.

Thermal lens and Z-scan have been the two most important and used techniques for determining third-order nonlinear optical properties and photothermal properties of optical materials. Both methods have response to thermal and electronic effects, depending on the magnitude of each effect and the experimental arrangement, one method becomes more suitable than the other in order to determine the desired property. In this paper the thermal lens effect is analyzed on time-resolved Z-scan measurements in the cw-single beam configuration. A ruby sample, which presents predominantly electronic effect, is compared to samples presenting predominant thermal effects. The theoretical and a complete experimental description are presented. The difference between both thermal and electronic effects on Z-scan method is assessed and quantified.

Nano-structuration of materials at the mesoscale to give rise to porosity-controlled coatings represents an important breakthrough in the area of Materials Science and Engineering, offering new and enhanced functionalities of interest in fields such as optics, optronics and optoelectronics. In order to optimize their performances, in-depth analyses are required: local information about the morphology, composition and atomic structure, the compactness distribution, but also layer homogeneity, interface and interpenetration between stacked layers or oxidation are extremely important factors that can ruin their way of operation. In this particular context, the objective of the present PhD Thesis is to make significant contributions to the study and development of multifunctional porous nanostructured systems, from their design and elaboration, to the maximum knowledge of their structure and properties, through advanced (S)TEM methods, including 3D reconstructions, elemental analyses at the nanoscale and atomic-scale imaging, combined with optical spectroscopy techniques. In the first instance, given the great potential of the slanted nanostructures generated by means of oblique angle depositions, in which the refractive index gradient can be tuned by the columns tilt and density imposed via the growth angles and parameters, OAD broadband antireflective coatings based on Si, Ge or SiO2 OAD films have been designed, manufactured, and extensively characterized with the aim of maximizing the performance of the optical elements in the vis-IR wavelength range. This same approach has also been implemented to enhance the antireflective capabilities of transparent conductive ITO thin films in the near-IR window without compromising too much their electrical response. On the other hand, the advanced structural and functional characterization of porosity-controlled GaN NW arrays grown by plasma-assisted MBE through (S)TEM methods and vis-IR SE elliposmetry, has helped not only to improve growth processes but also to optimize their resulting optical and electrical properties. Finally, the knowledge and methodologies acquired during the study and optimization of the previous porous systems have been transferred to the development of a two-step procedure, based on the deposition and the subsequent fast oxidation of vanadium-based OAD films in open air atmosphere, for the synthesis of thermochromic VO2 coatings of tunable metal-to-insulator response and controlled grain sizes and crystallinities.

Agência 1 NGC 6445 é uma nebulosa planetária alvo de poucos estudos específicos. Neste trabalho, o objetivo é complementar os estudos realizados até hoje, analisando de forma espacialmente resolvida a emissão de várias linhas atômicas desta nebulosa na faixa do óptico. Para tanto, mapeou-se a parte central da nebulosa com múltiplos espectros ópticos obtidos com o uso de fenda estreita. As observações foram feitas com o espectrógrafo Cassegrain acoplado ao telescópio de 1,6 m do Observatório do Pico dos Dias. Com esse dados, foram obtidos não somente o tradicional espectro integrado, mas também, o espectro espacialmente resolvido. Isso nos permitiu estudar as propriedades físicas e químicas médias desse objeto, assim como, mapeá-las espacialmente no plano do céu. NGC 6445 is a planetary nebula that has been the target of only a few specific studies. In this work, our aim is to complement the studies carried out until now, analyzing the spatial distribution of the optical emission of several atomic lines from this nebula. With this purpose, the central part of the nebula was mapped with multiple optical spectra obtained with the use of narrow slits in different positions of the nebula. The observations were made with the Cassegrain spectrograph attached to the 1.6 m telescope at the Pico dos Dias Observatory. With this data, we obtained the traditional integrated spectrum and the spatially resolved spectrum. With these data, we studied not only of the average physical and chemical properties of this object, but also their two dimensional distribution.

Tesis (Doctor en Astronomía)--Universidad Nacional de Córdoba, Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación, 2020. Se han descubierto discos de gas en un grupo de enanas blancas con discos de polvo, a través de la detección en sus espectros de lineas de emisión inusuales del triplete de Ca II en 8600 Å. En este contexto, se han obtenido espectros ópticos GMOS/GEMINI para 13 enanas blancas con excesos IR, seleccionados de nuestra muestra de 29 estrellas con discos “debris”, con el objetivo de encontrar la contraparte gaseosa a los discos de polvo. Se presenta además un estudio comparativo de las principales propiedades físicas y de parámetros relacionados al disco de polvo de las enanas blancas con y sin discos de gas detectados. Adicionalmente, se aplicó la técnica de “Eclipse Timing Variation” en una muestra de 8 sistemas binarios eclipsantes formados por enana blanca+estrella de secuencia principal con el objetivo de detectar planetas circumbinarios. Para ello, se obtuvieron observaciones propias con los telescopios argentinos localizados en la Estación Astrofísica de Bosque Alegre y el telescopio Jorge Sahade en el Complejo Astronómico El Leoncito. Las curvas de luz obtenidas, fueron complementadas con las disponibles en las bases de datos del “Catalina Sky Survey” y Kepler+K2. Los tiempos de mínimo fueron obtenidos con el código Wilson & Devinney. Gas disks have been discovered in a group of white dwarfs with dust disks, through the detection in their spectra of unusual emission lines of the triplet of Ca II at 8600 Å. In this context, GMOS/GEMINI optical spectra have been obtained for 13 white dwarfs with IR excesses, selected from our sample of 29 stars with debris disks, with the aim to find the gaseous counterpart to the dusty disks. We also present a comparative study of the main physical properties and parameters related to the dusty disk of white dwarfs with and without gas disks detected. Additionally, the Eclipse Timing Variation technique was applied in a sample of 8 eclipsing binary systems formed by white dwarf + main sequence star, with the aim to detect circumbinary planets. For this, own observations were obtained with the Argentine telescopes located in the Estación Astrofísica de Bosque Alegre and the Jorge Sahade telescope in the Complejo Astronómico El Leoncito. The light curves obtained were complemented with those available in the databases "Catalina Sky Survey" and Kepler+K2. Minimum times were obtained with the Wilson & Devinney code. Fil: Saker, Leila Yamila. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Matemática, Astronomía, Física y Computación; Argentina.

There are few published data on the relationship between loss of bone mass due to osteoporosis and poor tooth quality. This study analyzed the effects of osteoporosis on incisor teeth and femoral bones using optical techniques in rats. Twenty female Wistar rats aged 6 months (n = 20) were randomized into two groups: control group, non-ovariectomized rats (n = 10); ovariectomy group, ovariectomized rats to induce osteoporosis (n = 10). Each group was subdivided randomly into two groups containing five rats each as follows. Control group 1: non-ovariectomized rats euthanized at the age of 9 or 3 months post-ovariectomy (n = 5); Control group 2: non-ovariectomized rats euthanized at the age of 1 year or 6 months post-ovariectomy (n = 5); ovariectomy group 1: ovariectomized rats euthanized at the age of 9 months or 3 months post-ovariectomy (n = 5); ovariectomy group 2: ovariectomized rats euthanized at the age of 1 year or 6 months post-ovariectomy (n = 5). The incisor teeth and femoral bones of Wistar rats were removed to perform Raman spectroscopy using an excitation laser at 785 nm. In addition, an energy-dispersive X-ray spectrometer system was used to evaluate calcium (Ca) and phosphorus (P). The main findings included significant changes (p

Submitted by Nadir Basilio (nadirsb@uninove.br) on 2021-11-25T18:32:52Z No. of bitstreams: 1 Juliana Estephan Nobile.pdf: 2095791 bytes, checksum: e70ab9e4cded82e2dc5237561a199f4e (MD5) Made available in DSpace on 2021-11-25T18:32:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliana Estephan Nobile.pdf: 2095791 bytes, checksum: e70ab9e4cded82e2dc5237561a199f4e (MD5) Previous issue date: 2020-01-23 Absorbance is the fraction of light energy that is absorbed by a specific thickness of a material. It means the ability of a material os absorbing light. In a cell cultura where photobiomodulation is used to biostimulate or bioinhibit cell reactions, the knowlogde spctrum of cell lines (HACAT, DOK, fibroblasts, CA1, LUC4 and SCC9) cultivated under a nutricional stress before and after a PBM and analyze the cell viability thorugh the assay MTT. The cell lines was cultured in médium DMEM-F12 with 10% FBS and suplementes, to evaluate the effect od nutritional stress on the light absorption spectra, cells were cultured for 24 h under the following conditions: DMEM-F12 +10% FBS, DMEM-F12 + 5% FBS and DMEM-F12. After this period, 105 cells from each experimental condition were collectes and ressuspended in 1 ml of phosphate buffer solution (PBS) to measure the absorbance in the spectrophotometer. The cells lines that showed statical difference in absorption spectrum were subjected to FBM with LED in the parameters: 6J, 660nm, 240 s. Two treatments were performed: in the first, the cells were cultivated in 48 hours under nutritional stress and through a single irradiation; the other, the same cell lines stay 96 hours under nutritional stress and were treated for three consecutive days with the LED. There is no difference between CA1, LUC4 and fibroblasts when cultivated for 24 hours in nutritional stress. The cell lines HACAT, DOK and SCC9 showed higher absorption when cultivated with higher FBS concentration. There is no statistically diferences between HACAT, DOK and SCC9 cell lines treated with one or three irradiations when cultivated for 48 and 96 houres under nutritional stress. Nutritional stress of the evaluated cell lines showed no effect on absorbance before or after PBM, nor on cell viability. A absorbância exprime a fração da energia luminosa que é absorvida por uma determinada espessura de um material. Ou seja, a capacidade de absorver a luz. Em um meio de cultura celular no qual usamos a fotobiomodulação para bioestimular ou bioinibir as reações celulares, este conhecimento se faz necessário para determinar os protocolos de tratamento. Analisar o espectro de absorção de linhagens celulares (HaCat, DOK, fibroblastos, CA1, LUC4 e SCC9) cultivadas em diferentes concentrações de soro antes e após a FBM e analisar a viabilidade celular através do ensaio de MTT. As linhagens celulares foram cultivadas em seus própios meios de cultura. 24 horas antes da leitura no espectrofotômetro, o meio de cultura foi trocado para as concentrações de 0%,5% e 10% de SFB. Após esse período em deficit nutricional, as células foram tripsinizadas e ressuspendidas em 1,5ml solução tampão fosfato-salina (PBS) para leitura da absorbância no equipamento espectrofotômetro. As células que apresentaram diferença estatística no espectro de absorção foram submetidas a FBM com LED nos parâmetros: 6J, 660nm, 240 segundos. Foram realizados dois tratamentos: no primeiro, as células ficavam 48 horas sob estresse nutricional e eram submetidas a uma única irradiação com o LED; no outro, as mesmas linhagens ficavam 96 horas sob estresse nutricional e eram tratadas por três dias consecutivos com o LED. Não foi observada diferença das linhagens CA1, LUC4 e dos fibroblastos quando cultivadas por 24 horas em deficit nutricional. Já as linhagens HACAT, DOK e SCC9 apresentaram maior absorção quando cultivadas com maior concentração de SFB. Não houve diferença estatística das linhagens HACAT, DOK e SCC9 tratadas com uma ou três irradiações e cultivadas por 48 e 96 horas em deficit nutricional. O estresse nutricional das linhagens celulares avaliadas não mostraram efeito na absorbância antes ou depois da FBM, nem na viabilidade celular.

"En este trabajo se sintetizaron nanofibras de TiO2 (titania) por la técnica de electrohilado y utilizando éstas como soporte se les depositó por el método de impregnación húmeda nanopartículas de oro, obteniendo así nanofibras del composito Au/TiO2. Para ambos tipos de nanofibras se llevo a cabo una caracterización morfológica (FE-SEM), de composición química (EDS), estructural (DRX), y óptica (micro-Raman y reflectancia difusa en el UV-Vis). Morfológicamente los resultados muestran nanofibras con porosidad. Las fibras tienen diámetro promedio de ~115 nm, con textura granular y tamaños de grano inferior a los 20 nm. Por EDS sólo se observa la presencia de los elementos O y Ti sin señales de precursores. Los análisis de difracción de rayos-X indican que las fibras de TiO2 son ricas en fase anatasa, pero con presencia de las fases rutilo y brookita, las cuales incrementan en intensidad cuando se eleva la temperatura de calcinación. La espectroscopía micro-Raman muestra sólo la presencia de la fase anatasa."

Orientador: Prof. Dr. Herculano da Silva Martinho Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, Santo André, 2020. Os peptídeos L, L-Difenilalanina (FF) têm sido utilizados para a produção de nanoestruturas devido às suas características estáveis de ampla utilização. Estruturas peptídicas podem ser amplamente aplicadas em áreas biomédicas, em sistemas que podem levar a luz diretamente à células vivas e podem ser usados no enquadramento de sensores e dispositivos biocompatíveis. A abrangente utilização das nanoestruturas necessita que suas propriedades eletrônicas sejam bem conhecidas e, se possível, passíveis de adaptações. Nesse sentido esse trabalho se propõe a estudar as características eletrônicas dos peptídeos de FF, a partir de suas propriedades ópticas, e verificar se estas podem variar com o aumento da espessura dos micro/nanotubos produzidos. Foram preparadas seis amostras seguindo o procedimento descrito a partir da técnica líquido-vapor, utilizando hexafluorisopropanol (HFIP) como solvente. Soluções frescas de FF foram utilizadas para produzir amostras de deposição, camada a camada, inicialmente, com apenas uma película fina, intitulada monocamada, e posteriores repetições do procedimento para amostras de cinco, sete, oito, nove e dez camadas, de fato, estas multicamadas originaram processos sucessivos de recristalização. A análise das imagens fornecidas pela microscopia eletrônica de varredura (MEV) indicou que a monocamada possui tubos menos espessos em comparação com as demais amostras, sendo que a espessura aumenta à medida que novas camadas são depositadas na amostra. Os espectros eletrônicos obtidos por espectroscopia de absorção UV-VIS foram analisados pelo método de Kubelka-Munk. Os resultados obtidos indicam que os níveis eletrônicos obedecem uma população de estados eletrônicos do tipo singleto-tripleto. A espectroscopia de fluorescência ampliou as características ópticas investigadas, diante do comportamento de relaxação dos elétrons, isto é, as amostras apresentaram diferentes picos de fluorescência a partir dos picos obtidos de absorção. Entretanto, a amostra de cinco camadas apresentou maior variação de energia, acima de 3eV, consequentemente, mais picos de fluorescência. Verificou-se ainda que a separação entre os estados de energia pode ser realizada variando-se o diâmetro do microtubo (1-4 eV), revelando-se uma maneira simples e viável de controlar as propriedades optoeletrônicas das amostras a partir da deposição de novas soluções, obtendo-se diâmetros maiores dos micro/nanotubos produzidos. Os resultados da espectroscopia Raman confirmaram os estados vibracionais referentes às estrutudas dipeptídicas investigadas neste estudo. L, L-Diphenylalanine (FF) peptides have been used for the production of nanostructures due to their stable characteristics of wide use. Peptide structures can be broadly applied in biomedical areas, in systems that can carry light directly to living cells and can be used to frame biocompatible sensors and devices. The wide use of nanostructures requires that their electronic properties be well known and, if possible, adaptable. In this sense, this work aims to study the electronic characteristics of FF peptides, based on their optical properties, and to verify if they can vary with the thickness increase of the produced micro/nanotubes. Six samples were prepared following the procedure described from the liquid-vapor technique using (hexafluorisopropanol) HFIP as a solvent. Fresh FF solutions were used to produce layer-by-layer deposition samples, initially with only a thin film, called monolayer, and subsequent repetitions of the procedure for five, seven, eight, nine and ten layer samples, in fact, these multilayers gave rise to successive recrystallization processes. Analysis of the images provided by scanning electron microscopy (SEM) indicated that the monolayer has thinner tubes compared to the other samples, and the thickness increases with increasing number of layers. The electronic spectra obtained by UV-VIS absorption spectroscopy were analyzed by the Kubelka-Munk method. The obtained results indicate that the electronic levels obey a population of singlet-triplet electronic. Fluorescence spectroscopy expanded the investigated optical characteristics, given the electron relaxation behavior, that is, the samples showed different fluorescence peaks from the absorption peaks. However, the five-layer sample showed a greater energy variation, above 3eV, consequently, more fluorescence peaks. It was also verified that the separation between the energy states can be accomplished by varying the diameter of the microtube (1-4 eV), revealing a simple and viable way to control the optoelectronic properties of the samples from the deposition of new solutions, obtaining larger diameters of the produced micro/nanotubes. The results of Raman spectroscopy confirmed the vibrational states regarding the dipeptide structures investigated in this study.

Mesmo sendo um equipamento de múltiplas utilizações e de presença obrigatória em um centro cirúrgico, a unidade eletrocirúrgica, ou bisturi eletrônico, demanda um número maior de trabalhos de pesquisa sobre o seu funcionamento e principalmente sobre os seus efeitos no ambiente hospitalar. A faísca elétrica que se desenvolve entre o eletrodo ativo e a pele do paciente, e a forma com a qual ela se desenvolve, é responsável pelos efeitos desejáveis em um procedimento eletrocirúrgico, como por exemplo: o corte, a fulguração e a dessecação do tecido. Todavia, existem subprodutos da energia elétrica quando esta é transformada, já fluindo pelo tecido biológico, em outras formas de energia, como a radiante, a sonora e a térmica. E são estas três formas de energia e seus efeitos que são analisadas neste trabalho. Os experimentos simularam a pele humana através da utilização de tecidos comumente aceitos para estes estudos, como o chuchu (Sechium edule) e a carne de porco (Sus scrofa dosmesticus). O espectro eletromagnético da faísca eletrocirúrgica foi determinado, desde o infravermelho próximo até o ultravioleta. O espectro revelou a alteração da atmosfera ao redor do eletrodo, que passou a ser formada também por constituintes do tecido ablado, como o sódio e o potássio. O espectro também revelou que há ultravioleta emitido em pequenas intensidades. A potência na emissão no ultravioleta foi de (13 ± 5) µW com o chuchu; (4 ± 2).10-1 µW com a carne de porco e (9 ± 4).101 µW entre a faísca entre metais. O ruído emitido pela faísca eletrocirúrgica está acima dos limites máximos estabelecidos pelas normas acústicas que regulam os níveis sonoros em centros cirúrgicos, 58 dB(A) com o chuchu e 67 dB(A) com a carne de porco, medidos a 50 cm da faísca elétrica durante o corte. Entretanto, o dano acústico determinado foi de 2%, e não é significativo no período de utilização da unidade eletrocirúrgica. A maior parcela de energia transformada desde a elétrica é a térmica, aproximadamente 56% em cortes realizados com o chuchu e 54% com a carne de porco. É esta quantidade de calor que aquece e vaporiza o tecido, promovendo a ablação. Outra parcela de calor flui pelo tecido e ocasiona os danos térmicos ao tecido adjacente ao corte. Os danos térmicos foram quantificados e qualificados com a utilização de uma câmera térmica. Os cortes realizados foram extensos e pontuais. Os experimentos revelaram que a ablação do tecido biológico em procedimentos eletrocirúrgicos está entre dois modelos teóricos que visam explicar a forma pela qual o tecido é vaporizado: o modelo de baixa temperatura e o modelo de alta temperatura. Os tempos de transição entre os modelos foram determinados e com o chuchu a transição ocorreu em 1,8 s, para 15% da água contida no tecido ablado sendo vaporizada e com a carne de porco a transição ocorreu em 1,3 s e para 45% de água contida no tecido sendo vaporizada. Cortes extensos e pontuais exibiram a transição entre estes dois modelos. Após os estudos de óptica, acústica e termologia, foi possível mapear as frações de potências transformadas a partir da potência elétrica. Even though it is a multipurpose equipment and mandatory in a surgical center, the electrosurgical unit, or electronic scalpel, requires a larger number of research works on its operation and especially on its effects on the hospital environment. The electrical spark that develops between the active electrode and the patient’s skin, and the way it develops, is responsible for the desirable effects of an electrosurgical procedure, such as cutting, fulguration, and tissue desiccation. However, there are by-products of electric energy when it is transformed, already flowing through the biological tissue, into other forms of energy, such as radiant, sound and thermal. And these are the three forms of energy and their effects that are analyzed in this paper. The experiments simulated human skin through the use of tissues approved for these studies, such as chayote (Sechium edule) and pork (Sus scrofa dosmesticus). The electromagnetic spectrum of the electrosurgical spark was determined from ultraviolet to near infrared. The spectrum revealed the alteration of the atmosphere around the electrode, which also formed constituents of the ablated tissue, such as sodium and potassium. The spectrum also revealed that there is ultraviolet emitted at small intensities. The power in ultraviolet emission was (13 ± 5) µW when using chayote; (4 ± 2).10-1 µW when using pork and (9 ± 4).101 µW between the spark and the metal electrodes. The noise emitted by the electrosurgical spark is above the maximum limits established by the acoustic standards that regulate sound levels in operating rooms, 58 dB (A) with chayote and 67 dB with pork, measured at 50 cm from the electric spark during the cut. However, the acoustic damage determined was 2%, and is not significant during the use of the electrosurgical unit. The largest portion of transformed energy from the electric energy is thermal, approximately 56% in cuts made with chayote and 54% with pork. It is this amount of heat that heats and vaporizes the tissue, promoting ablation. Another portion of heat flows through the tissue and causes thermal damage to the tissue adjacent to the cut. Thermal damage was quantified and qualified using a thermal camera. The cuts performed were extensive and punctual. The experiments revealed that ablation of biological tissue in electrosurgical procedures is between two theoretical models aimed at explaining the way in which tissue is vaporized: the low energy model and the high energy model. The transition times between the models were determined and with chayote the transition occurred at 1.8 s, for 15% of the water contained in the ablated tissue being vaporized and with pork the transition occurred at 1.3 s and for 45% of water contained in the tissue being vaporized. Extensive cuts show the transition between these two models. After the studies of optics, acoustics and thermology, it was possible to map the transformed power fractions from the electric power.

127 p. Tesi-lan honetan polimerozko zuntz optikoetan oinarritzen diren glukosa detekzioa egiteko bi plataformaaurkezten dira. Lehenik eta behin, tesiaren testuingurua deskribatzen da, horretarako biosentsoreen zeinpolimerozko zuntz optikoen oinarriak, garapen historikoa eta mugarri garrantzitsuenak azalduz. Ondoren,tesian zehar jorratzen diren detekzio tekniken azalpen teoriko bat egiten da, uhin ebaneszentea eta Ramanespektroskopia zer diren azalduz.Horren ostean, lehen detekzio plataforma azaltzen da, U formako nukleo hutsezko polimerozko zuntzoptikozko zunda bat erabiliz. Zunda honen gainazala fenilboroniko taldeekin funtzionalizatu eta AlizarinRed S izeneko koloratzailearekin kargatzen da. Honenbestez, zundaren ingurunean glukosa badago,glukosak koloratzailea desplazatu eta uhin ebaneszentearen xurgapenean aldaketak emango dira,glukosaren detekzioa gauzatuz. Honela, glukosa 0.1 mol/l-ko kontzentrazioan eta hainbat inguruneezberdinetan detektatu da.Hurrengo kapituluan, bigarren detekzio plataforma azaltzen da, zuntz bidez anplifikaturiko Ramanespektroskopian oinarritua. Kasu honetan, likidoz beteriko nukleodun polimerozko zuntz optikomikroegituratuak diseinatu, fabrikatu eta hiru zuntzen arteko konparaketa egiten da. Kasurik onenean, 5mmol/l-ko kontzentrazioan aurkitzen glukosaren zenbaketa limitea lortzen da ingurune urtsuan,erresoluzio nahikoa izanik SGLT2 inhibitore terapiaren jarraipena egiteko maila klinikoan.Azkenik, bi detekzio sistemak aplikazio errealetan erabiltzeko zein hobekuntza egin behar diren azaltzenda, esparru horietako lehen emaitza batzuk azalduz.

Els materials escintil·ladors són àmpliament utilitzats com a detectors en els sistemes de detecció de diverses aplicacions, com la imatge mèdica, la física d’alta energia, l’astrofísica i en proves no destructives (seguretat aeroportuària, control industrial, etc.). Hi ha diversos requisits importants per avaluar favorablement el rendiment d’un escintil·lador. Donat que no existeix el escintil·lador ideal, s’estan dedicant molts esforços a buscar nous escintil·ladors inorgànics amb millors propietats que els dels escintil·ladors existents. En aquesta tesi, es creixen monocristalls amb alta qualitat cristal·lina de KGd(PO3)4 tipus III dopats amb Ce3+ i Pr3+, i també nanocristalls de Pr:KGd(PO3)4 tipus III per posteriorment caracteritzar-los estructuralment i òpticament com a possibles nous materials escintil·ladors. Aquests monocristalls es creixen a partir de solucions d’alta temperatura mitjançant la tècnica Top Seeded Solution Growth-Slow Cooling (TSSG-SC) i els nanocristalls es sintetitzen mitjançant el mètode de Pechini. La caracterització estructural inclou la morfologia cristal·lina, estabilitat i expansió tèrmiques, distribució de mida de les partícules, entre altres. S’estudia amb detall l’espectroscòpia de les transicions 4f–5d, sobre les quals es basa el mecanisme d’escintil·lació. Inclou mesures d'absorció òptica, mesures de luminescència i del temps de decaiguda d’aquesta excitant amb llum de sincrotró en el rang espectral des de l'ultraviolat de buit fins l'ultraviolat (VUV-UV), mesures de radioluminescència excitant amb raigs X, entre altres. A més, es proporcionen les dades espectroscòpiques bàsiques dels monocristalls de Pr:KGd(PO3)4 tipus III per aplicacions làser en la gamma de longitud d'ona visible basades en les transicions electròniques 4f-4f. També, es determina la regió de cristal·lització primària del KYP4O12 tipus B i del KY(PO3)4 tipus IV en el sistema ternari K2O–Y2O3–P2O5, ja que són candidats interessants per actuar com a matriu per ions lantànids actius en aplicacions de centelleig. Los materiales centelleadores son ampliamente utilizados como detectores en los sistemas de detección de diversas aplicaciones, como la imagen médica, la física de alta energía, la astrofísica y en pruebas no destructivas (seguridad aeroportuaria, control industrial, etc.). Hay varios requisitos importantes para evaluar favorablemente el rendimiento de un centelleador. Dado que no existe el centelleador ideal, se están dedicando muchos esfuerzos para buscar nuevos centelleadores inorgánicos con mejores propiedades que los de los centelleadores existentes. En esta tesis, se crecen monocristales con alta calidad cristalina de KGd(PO3)4 tipo III dopados con Ce3+ y Pr3+, y también nanocristales de Pr:KGd(PO3)4 tipo III para posteriormente caracterizarlos estructuralmente y ópticamente como posibles nuevos materiales centelleadores. Estos monocristales se crecen a partir de soluciones de alta temperatura mediante la técnica Top Seeded Solution Growth-Slow Cooling (TSSG-SC) y los nanocristales se sintetizan mediante el método de Pechini. La caracterización estructural incluye la morfología cristalina, estabilidad y expansión térmicas, distribución de tamaño de las partículas, entre otros. Se estudia con detalle la espectroscopia de las transiciones 4f-5d, sobre las que se basa el mecanismo de centelleo. Incluye medidas de absorción óptica, medidas de luminiscencia y del tiempo de decaída de ésta excitando con luz de sincrotrón en el rango espectral desde el ultravioleta de vacío hasta el ultravioleta (VUV-UV), medidas de radioluminiscencia excitando con rayos X, entre otros. Además, se proporcionan los datos espectroscópicos básicos de los monocristales de Pr:KGd(PO3)4 tipo III para aplicaciones láser en la gama de longitud de onda visible basadas en las transiciones electrónicas 4f-4f. También, se determina la región de cristalización primaria de KYP4O12 tipo B y de KY(PO3)4 tipo IV en el sistema ternario K2O-Y2O3-P2O5, ya que son candidatos interesantes para actuar como matriz para iones lantánidos activos en aplicaciones de centelleo. Scintillators materials are widely used as detectors in the detection systems of a variety of applications, such as medical imaging, high energy physics, astrophysics and non-destructive testing (airport security, industrial control, etc.). There are several important requirements to evaluate favourably the performance of a scintillator. Since the ideal scintillator does not exist, many efforts are dedicated to find new inorganic scintillators with better properties than those of the existing scintillators. Here, Ce3+- and Pr3+-doped type III KGd(PO3)4 bulk single crystals with high crystalline quality and type III Pr:KGd(PO3)4 nanocrystals are grown and structurally and optically characterized as possible new scintillator materials. These bulk single crystals are grown from high temperature solutions by the Top Seeded Solution Growth-Slow Cooling (TSSG-SC) technique, while the nanocrystals are synthesized by the Pechini method. The structural characterization includes the crystal morphology, thermal stability, thermal expansion, particle size distribution, among others. The spectroscopy of the 4f–5d transitions, on which the scintillation mechanism is based, is studied in detail. The spectroscopic characterization includes optical absorption measurements, luminescence and decay time measurements under synchrotron vacuum ultraviolet-ultraviolet (VUV-UV) excitation, radioluminescence measurements after synchrotron X-ray irradiation, among others. In addition, the basic spectroscopic data of the type III Pr:KGd(PO3)4 crystal for lasing applications in the visible wavelength range based on the 4f–4f electronic transitions is provided. Moreover, the primary crystallization region of type B KYP4O12 and type IV KY(PO3)4 in the K2O–Y2O3–P2O5 ternary system is determined, since these are interesting candidates as hosts for active lanthanide ions in scintillation applications.

Resumo Neste artigo, reportamos a confecção e discutimos a aplicabilidade de um espectrômetro óptico de baixo custo como recurso didático para a introdução de conceitos de Física Quântica no ensino médio. O protótipo foi desenvolvido usando grade de difração comercial, lentes convergentes (lupas), webcam e o software Tracker para extração dos dados. Espectros de emissão de fontes luminosas, como lâmpada fluorescente, LEDs e lasers, foram coletados e suas potencialidades para subsidiar a introdução dos conceitos de níveis eletrônicos, banda de energia proibida (band gap), emissão e absorção de fótons, etc., foram exploradas. Propomos também uma atividade experimental com base na fotoexcitação de LEDs para tratar da relação entre energia do fóton e seu comprimento de onda. Além disso, mostramos que o protótipo pode ser satisfatoriamente empregado para a obtenção de espectros de absorção, os quais podem ser usados como elemento motivador para o estudo da interação entre radiação e matéria. Por fim, à luz dos resultados encontrados, discutimos a aplicação da espectroscopia óptica como uma estratégia para atender às diretrizes dos Parâmetros Curriculares Nacionais brasileiros quanto à inserção da Física Quântica na educação básica. Abstract In this paper, we report the production and discuss the applicability of a low cost optical spectrometer as a didactic resource for the introduction of Quantum Physics concepts in high school. The prototype was developed using commercial diffraction grating, convergent lenses (magnifying glass), webcam and the software Tracker for data extraction. Emission spectra of light sources, such as fluorescent lamps, LEDs and lasers, were collected and their potentialities to support the introduction of the concepts of electronic levels, band gap energy, emission and absorption of photons, etc., were explored. We also propose an experimental activity based on LED photoexcitation to treat the relationship between photon energy and its wavelength. In addition, we showed that the prototype can be satisfactorily used to obtain absorption spectra, which can be used as a motivating element for the study of the interaction between radiation and matter. Finally, in the light of the results obtained, we discussed the application of optical spectroscopy as a strategy to reach the recommendations of the Brazilian National Curricular Parameters regarding the insertion of Quantum Physics in basic education.

6 Figuras.- 1 Suplemento.- Título del pre-print: "Metallic and semiconducting carbon nanotube features observed in a hybrid titanium dioxide electrode".- This is the pre-peer reviewed version of the following article: ChemPhysChem 20: 838-847 (2019), which has been published in final form at DOI:10.1002/cphc.201900066. This article may be used for non-commercial purposes in accordance with Wiley Terms and Conditions for Use of Self-Archived Versions., The transfer of nanoscale properties from single‐walled carbon nanotubes (SWCNTs) to macroscopic systems is a topic of intense research. In particular, inorganic composites of SWCNTs and metal oxide semiconductors are being investigated for applications in electronics, energy devices, photocatalysis, and electroanalysis. In this work, a commercial SWCNT material is separated into fractions containing different conformations. The liquid fractions show clear variations in their optical absorbance spectra, indicating differences in the metallic/semiconducting character and the diameter of the SWCNTs. Also, changes in the surface chemistry and the electrical resistance are evidenced in SWCNT solid films. The starting SWCNT sample and the fractions as well are used to prepare hybrid electrodes with titanium dioxide (SWCNT/TiO2). Raman spectroscopy reflects the optoelectronic properties of SWCNTs in the SWCNT/TiO2 electrodes, while the electrochemical behavior is studied by cyclic voltammetry. A selective development of charge transfer characteristics and double‐layer behavior is achieved through the suitable choice of SWCNT fractions., This work has been funded by the Spanish Ministry of Science and the European Regional Development Fund (ENE 2016‐79282‐C5‐1‐R), the Government of Aragon (T03‐17R), and the European Commission (H2020‐MSCA‐ITN‐2014‐ETN 642742 “Enabling Excellence”).

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) In this work two studies on rare earth−doped (Eu3+, Yb3+) lead fluorogermanate (GeO2−PbO−PbF2) and fluoroborate glasses (B2O3 −PbO −PbF2) were investigated. The main advantages of these glasses are their chemical stability and low phonon energy compared to many oxide-based glasses which make these materials excellent candidates for applications in optical, electronic, and laser devices. The UV/Vis absorption and photoluminescence techniques were used for obtaining optical information while Electron paramagnetic resonance (EPR) (continuous wave and pulsed), Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance (MAS NMR) and Raman techniques were used to obtain structural information of these glasses. In the first study GeO2−PbO−PbF2 and B2O3−PbO−PbF2 composition glasses in which PbF2 was increased and Al2O3 was added for the purpose of knowing the effect of these reagents on the optical parameters and the structure. The optical studies suggested the presence of Al2O3 and PbF2 can generate positive effects on the optical properties for instance, their addition increased the lifetime and decreased the alpha factor which are parameters related to the quantum efficiency and non-radiative processes in these glasses. Magnetic resonance techniques provided information about changes on the structure such as the presence of 10B, 11B and 27Al atoms in the second coordination sphere of the rare earth for borate glasses and absence of 207Pb and 19F atoms and incorporation of 27Al in this second sphere as a result of Al2O3 addition in germanate glasses. As result of increasing the PbF2 and Al2O3 the ratio BIII/ BIV increases, more Al-F bonds are formed and shift of the main F peaks were observed. These results suggest a strong influence of the change of the structure on the optical properties of these glasses. In the second study oxyfluoride glasses of the compositions (40−x)B2O3 − xGeO2 −10Al2O3 −40PbO −10PbF2 where x = 5, 10, 20, 30, 35 were prepared to gain the benefits of both compositions matrix, replacing the expensive GeO2 component by B2O3. The idea was to obtain glasses with good optical properties and low cost. The addition of Al2O3 is expected to produce local field variations around rare ions and such changes may have strong bearing on luminescent transitions of these ions. The optical results show that substitution of GeO2 by B2O3 reveals the close relationship between the quantum efficiency of the rare earth and decreasing of the non-radiative processes. The results of magnetic resonance confirm the presence of 11B, 10B and 207Pb in the second coordination sphere of rare earth. The relative concentrations of BIII , BIV , AlIV , AlV , and AlVI have a progressive response with the substitution of GeO2 by B2O3. This is an important result because shows the possible correlation between the structure and the optical properties, reinforcing the hypothesis of the crucial role of the structure for achieving the desired optical properties. Finally, the results obtained in this work suggest the possibility of fabricating glasses with good optical properties, mixing the properties of both glasses, borate and germanate and being more economically priced. Neste trabalho foram feitos dois estudos baseados nos vidros fluorogermanato e fluoroboratode chumbo (GeO2 −PbO−PbF2 e B2O3 −PbO−PbF2) dopados com terras raras (Eu3+, Yb3+). As principais vantagens destes materiais são a sua estabilidade química e suas baixas energias de fônon comparados aos vidros óxidos, que faz deles materiais mais convenientes e eficientes em aplicações em campos como a óptica, eletrônica e em dispositivos lasers. As técnicas de espectroscopia de absorção UV/Vis e de fotoluminescência foram usadas para obter informação óptica destes vidros e as técnicas de Ressonância Paramagnética Eletrônica (RPE) de onda contínua e pulsada, Ressonância Magnética Nuclear de Rotação e Ângulo Mágico (MAS NMR) e Raman foram usadas para obter informação estrutural dos mesmos. No primeiro estudo foram preparados vidros no sistema B2O3 − PbO − PbF2 e GeO2 −PbO − PbF2 nos quais foi aumentada a concentração de PbF2 e foi adicionado Al2O3 com o intuito de estudar os efeitos que estes componentes geram nas propriedades ópticas e na estrutura. Neste sistema a presença de Al2O3 e o aumento de PbF2 geraram efeitos positivos nas propriedades ópticas, como o aumento do tempo de vida e diminuição do fator alfa que são parâmetros ópticos associados à eficiência quântica do vidro e diminuição dos processos não radiativos no mesmo. As técnicas de ressonância magnética forneceram valiosa informação sobre a mudanças na estrutura, como a presencia de átomos de 10B, 11B e 27Al na segunda esfera de coordenação da terra rara no caso dos vidros boratos, a ausência de 207Pb e 19F e a incorporação de 27Al nesta segunda esfera como consequência da adição de Al2O3 nos vidros germanatos. Observou−se também uma diferença considerável de concentração relativa de BIII e BIV e a criação de mais ligações Al−F e deslocamentos do deslocamento químico como consequência do aumento de [PbF2] e a adição de Al2O3. Estes resultados sugerem uma grande influência das mudanças da estrutura observadas nas propriedades ópticas dos vidros estudados. No segundo estudo foi preparado o sistema combinado borato−germanato (40−x)GeO2 −xB2O3 − 10Al2O3 − 40PbO − 10PbF2 com x = 5, 10, 20, 30, 35, em que foi substituído o reagente de alto custo GeO2 por B2O3 com o intuito de se obter um vidro de baixo custo que combine as propriedades de ambos os sistemas borato e germanato. Os resultados de espectroscopia óptica mostraram que a substituição de GeO2 por B2O3 faz mais evidente a estreita relação que pode existir entre eficiência dos íons de terra rara e a diminuição dos processos não radiativos no vidro. Os resultados de ressonância magnética confirmam a presença de 11B, 10B e 27Al e 207Pb na segunda esfera de coordenação da terra rara e que as concentrações relativas de BIII , BIV , AlIV , AlV e AlVI têm uma resposta progressiva com a substituição de GeO2 por B2O3. Este importante resultado evidencia a possível correlação entre a estrutura e as propriedades ópticas, reforçando a hipótese da forte influência que tem a estrutura na otimização das propriedades ópticas dos vidros. Finalmente, os resultados aqui obtidos sugerem a possibilidade de fabricar vidros com boas propriedades ópticas, combinando as propriedades dos vidros boratos e germanatos e garantindo um baixo custo.

Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Financiadora de Estudos e Projetos (FINEP) Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná O presente trabalho estuda a aplicação de técnicas óticas para obter imagens tomográficas em meios opacos para região do espectro visível, mas translúcidos em algumas regiões do espectro infravermelho. O objetivo é verificar a viabilidade em gerar modelos volumétricos digitais de objetos reais imersos em meios opacos, utilizando radiação infravermelha nas regiões MIR (Mid-Infrared - Infravermelho médio) e (Far Infrared - Infravermelho Distante). Este trabalho aplicou conceitos de ótica geométrica e ondulatória, conceitos sobre radiação IR, princípios da interação da radiação IR com a matéria e espectroscopia IR. Além da ótica, estudos sobre redes de computadores, sistemas embarcados, circuitos amplificadores e, principalmente, sobre tomografia computadorizada foram necessários para o desenvolvimento desta pesquisa. A técnica tomográfica aplicada baseou-se no algoritmo de reconstrução Backprojection e reconstrói superfícies tridimensionais a partir de múltiplas seções transversais. Um conjunto mecânico foi construído para fornecer o movimento rotacional à amostra durante a varredura tomográfica. Com o sistema construído, três regiões do espectro eletromagnético foram testadas, uma na luz visível, e as outras duas regiões no infravermelho, uma na faixa de 8 a 12um e a outra centrada em 4um. Guardadas as proporções, os resultados encontrados nas três regiões mostraram-se promissores, com reconstruções tridimensionais nas duas primeiras e detectabilidades do sinal usando um sensor pontual em 4um. O estudo mostrou que, aplicando as tecnologias dimensionadas para o problema, é perfeitamente possível fazer reconstruções tomográficas em meio fortemente absorvedores e espalhadores, como petróleo, apropriando-se de características de baixa absorção em janelas espectrais específicas. The present work studies the application of optical techniques to obtain tomographic images in opaque media in the visible spectrum region, but translucent in some regions of the infrared IR spectrum. The objective is to verify the feasibility of generating digital volumetric models of real objects immersed in opaque media, using infrared radiation at MIR (Mid-Infrared) and FIR (Far Infrared) regions. This work applied concepts of geometric and wave optics, concepts about IR radiation, principles of the interaction of IR radiation with matter and IR spectroscopy. In addition to optics, studies on computer networks, embedded systems, circuits amplifiers and, mainly, on computed tomography were necessary for the development of this research. The applied tomographic technique was based on the reconstruction algorithm Backprojection and reconstructs three-dimensional surfaces from multiple cross-sections. A mechanical assembly was constructed to provide rotational movement to the sample during tomographic scanning. With the system constructed, three regions of the electromagnetic spectrum were tested, one in visible light, and the other two regions in the infrared, first in the range of 8 to 12mm and the other centered in 4mm. When the proportions were saved, the results found in the three regions were promising, with three-dimensional reconstructions in the first two and detectability of the signal using a point sensor in 4mm. The study showed that by applying the technologies dimensioned to the problem, it is perfectly possible to make tomographic reconstructions in strongly absorbent and scattering media, such as petroleum, by appropriating low absorption characteristics in specific spectral windows.

FACEPE Este trabalho tem por objetivo desenvolver e explorar técnicas de espectroscopia óptica por imagem, utilizando câmera de telefones móveis e espectroscópia na região do THz, para avaliação de sistemas biológicos. O desenvolvimento de plataformas espectroscópicas que exploram telefones celulares, podem contribuir para a democratização global de tecnologias para diagnóstico médico. Para isso, aqui é estabelecido um novo método para analisar cor relativa de um objeto, explorando câmeras de smartphones e eliminando o uso de calibradores de cores. O método espectrométrico proposto foi avaliado sob diversas condições de iluminação e usando diferentes telefones móveis. Imagens espectroscópicas da mucosa ocular de ratos e cães foram analisadas, com consequente determinação da concentração de hemoglobina presente no sangue desses animais. O método também foi utilizado para avaliar o processo de adsorção química de moléculas de Cisteamina em superfícies de nanopartículas de ouro. Os resultados mostram o potencial do uso de telefones móveis como instrumentos de imagens para avaliação espectroscópica de sistemas biomédicos, sem o uso de calibradores de cor. Além disso, foi desenvolvido um sistema para espectroscopia óptica explorando radiação Terahertz no Domínio do Tempo para avaliação de propriedades ópticas de diferentes estruturas de dentes humanos (dentina e esmalte). Na geração de imagens explorando radiação THz foi utilizado um conjunto de antenas fotocondutoras e um laser infravermelho com pulsos de femtossegundos. Além de imagens espectrais foram determinados, para diferentes estruturas de dente, o coeficiente de absorção e o índice de refração em função da frequência THz. This work has to develop and explore techniques of optical spectroscopy by image, using mobile camera and spectroscopy in the THz region, for the evaluation of biological systems. The development of spectroscopic platforms that exploit cell phones can contribute to the global democratization of technologies for medical diagnosis. To do this, a new method is established here to analyze relative color of an object, exploring smartphones cameras and eliminating the use of color calibrators. The proposed spectrometric method was evaluated under different lighting conditions and using different mobile phones. Spectroscopic images of the ocular mucosa of rats and dogs were analyzed, with consequent determination of the concentration of hemoglobin present in the blood of these animals. The method was also used to evaluate the chemical adsorption process of Cysteamine molecules on gold nanoparticle surfaces. The results show the potential of using mobile phones as imaging instruments for the spectroscopic evaluation of biomedical systems, without the use of color calibrators. In addition, a system was developed for optical spectroscopy exploring Time-domain Terahertz radiation to evaluate the optical properties of different structures of human teeth (dentin and enamel). In the generation of images using THz radiation, a set of photoconductive antennas and an infrared laser with femtosecond pulses were used. In addition to spectral images, the absorption coefficient and the refractive index as a function of the THz frequency were determined for different tooth structures.

El mètode Czochralski es va utilitzar per a l'augment de cristalls Nd: CNGS i Yb: CNGS, es van analitzar els fonaments del creixement i els problemes trobats durant el creixement del cristall. S'ha estudiat l'estructura i propietats tèrmiques dels cristalls Nd: CNGS i Yb: CNGS. Es va mesurar l'índex de refracció, l'espectroscòpia òptica dels cristalls Nd: CNGS i Yb: CNGS. Es van demostrar les propietats de duplicació de làser i auto-freqüència de Nd: CNGS i Yb: CNGS. El método de Czochralski se usó para cultivar Nd: cristales de CNGS e Yb: CNGS, se analizaron los fundamentos del crecimiento y los problemas encontrados durante el crecimiento del cristal. Estructura y propiedades térmicas de los cristales Nd: CNGS e Yb: CNGS fueron estudiados. Se midieron el índice de refracción, la espectroscopía óptica de los cristales Nd: CNGS e Yb: CNGS. Se demostraron las propiedades de duplicación láser y de frecuencia propia de los cristales Nd: CNGS e Yb: CNGS. Czochralski method was used to growing Nd:CNGS and Yb:CNGS crystals,the growth fundamentals and problems encountered during the crystal growth were analyzed. Structure and thermal properties of the Nd:CNGS and Yb:CNGS crystals were studied. The refractive index, optical spectroscopy of the Nd:CNGS and Yb:CNGS crystals were measured. The laser and self-frequency doubling properties of Nd:CNGS and Yb:CNGS crystal were demonstrated.

Se sintetizaron nanocristales de perovskita por medio del método sol gel, y por medio de medidas ópticas de estas nanoperovskitas dopadas con iones de neodimio (Nd), se optimizó el método de síntesis, eligiendo el tratamiento térmico adecuado durante el proceso de síntesis para la obtención nanocristales de perovskita con tamaños de cristalita entre 35 y 45 nm. A partir de aquí, se realizó una exhaustiva caracterización estructural y vibracional de estos materiales, por medio de medidas de difracción de Rayos-X y Espectroscopía Raman en condiciones ambiente y extremas de presión. Estas medidas fueron soportadas por los datos teóricos obtenidos por cálculos ab-initio, completando la caracterización de estos materiales con las propiedades elásticas. Se realizaron estudios de las emisiones en el infrarrojo tanto del neodimio como del tulio en estos nanomateriales con la temperatura, con el fin de analizar su viabilidad como sensores ópticos con la temperatura trabajando en el infrarrojo con elevadas sensibilidades relativas. Asimismo, se estudió la potencial viabilidad de estos nanomateriales dopados con neodimio en aplicaciones de bioimagen, por medio de experimentos de penetración de la emisión infrarroja del neodimio a través de una disolución que simula las propiedades de la piel humana, alcanzándose valores para la profundidad de 5.5 mm. Finalmente, se realizó un estudio de las emisiones infrarrojas Stokes y anti-Stokes del Nd en estos materiales con la presión, analizando la posible aplicación de estos nanomateriales como sensores ópticos con la presión trabajando en el rango infrarrojo. Además, se realizó un estudio teórico del campo cristalino que gobierna el comportamiento de las líneas de emisión con la presión.

Medidas de las densidades de columna de gases traza de NO2, O3, vapor de agua y O4 en la tropósfera de la ciudad de Cali fueron realizadas usando un sistema de espectroscopia óptica diferencial multiaxial. Se empleó la huella espectral de estos elementos en el rango visible de la luz, estos gases traza son importantes indicadores de contaminación local debida a procesos de combustión interna. Se llevó a cabo durante los meses de marzo, abril y mayo de 2016, en el horario de 9:00 a.m a 11:00 a.m, en el punto GPS latitud: 3.374577, longitud: -76.532796 en dirección noroeste. Para obtener la información se utilizó la técnica multi-axial MAX-DOAS, que se basa en los principios clásicos de espectroscopia de absorción diferencial, a través de un análisis de la ley de Lambert-Beer, para detectar variaciones de intensidad muy pequeñas en los espectros absorción de la luz solar que atraviesa la atmósfera. Para realizar las mediciones se diseñó y se ensambló un sistema que básicamente consta de un telescopio, un computador y un espectrómetro óptico. Las mediciones se realizaron dirigiendo el telescopio primero en dirección nor-oeste de la ciudad de Cali hacia el horizonte (0°), y posteriormente el telescopio se mueve ascendiendo hacia la vertical (Cenit: 90°); se tomaron 35 espectros en cada barrido horizonte- cenit. Para garantizar la repetitividad y precisión del barrido vertical se empleó un sistema electro- mecánico controlado por computador. El montaje experimental, la calibración del sistema, el procedimiento de medición y el manejo del software para obtener los resultados, se describen en este trabajo. El presente documento puede ser empleado por futuros operarios y desarrolladores del sistema. Maestría MAGISTER EN CIENCIAS - FÍSICA

122 p. La microscopía óptica de dispersión de campo cercano (s-SNOM) y la espectroscopía de infrarrojo por trsnformada de Fourier (nano-FTIR) resuelta a escala nanométrica son técnicas de caracterización bien establecidas y fiables que proporcionan una resolución a nanoescala muy por debajo del límite de difracción de la microscopía clásica. Sin embargo, las posibles mejoras con respcto a la resolución espacial, la sensibilidad o interpretació de los espectros de campo cercano medidos y los contrastes materiales aún no se han coloreado en gran medida. Dado que tanto el s-SNOM como el nano-FTIR se basan en la interacción de campo cercano entre una sonda de metal afilado iluminada con un rayo láser enfocado, así como el espécimen bajo inversión, todas estas propiedades dependen en gran medida del material y la geometría tanto de la sonda como de la muestra misma. Por lo tanto, una investigación exhaustiva y la comprensión de la influencia de la sonda y la muestra en los datos s-SNOM y nano-FTIR registrados es clave para la mejora de las técnicas. Para lograr este objetivo, esta tesis presenta sondas de campo cercano s-SNOM y nano-FTIR novedosas y fabricadas a medida, y utiliza sondas de prueba bien definidas para estudiar y mejorar significativamente la resolución, la eficiencia y el contraste espectral. Los experimentos presentados dan una nueva visión del proceso de formación de imágenes en s-SNOM, logran una resolución sin precedentes de 5 nm. y mejoran la eficiencia de las sondas de campo cercano de THz diez veces, mientras que todos los resultados presentados son corroborados por modelos numéricos.

The giant extracellular hemoglobin from earthworm Glossoscolex paulistus (HbGp) reacts with hydrogen peroxide, displaying peroxidase activity in the presence of guaiacol. The formation of ferryl-HbGp (compound II) from the peroxidase cycle was studied in the present work. The hypervalent ferryl-HbGp species was formed directly by the reaction of oxy-HbGp and hydrogen peroxide. The oxy-HbGp heme groups (144) under different excess of H2O2, relative to heme, showed an influence in the total amount of ferryl-HbGp at the end of the reaction. The ferryl-HbGp was formed with second order rate constant of 27.1 ± 0.5 M− 1 s− 1, at pH 7.0 and 25 °C. The increase of the pH value to 8.0 induces both faster formation and decay of ferryl-HbGp, together with oligomeric dissociation induced by the presence of H2O2, as observed by DLS. This effect of dissociation increases the heme exposure and decreases the ferryl-HbGp stability, affecting the rate constant as a parallel reaction. At pH 7.0, high excess of H2O2, above 1:5 oxy-HbGp heme: H2O2, produces the aggregation of the protein. Our results show for the first time, for an extracellular giant hemoglobin, the possible effects of oxidative stress induced by hydrogen peroxide.

109 páginas. Maestría en Ciencias e Ingeniería de Materiales. En la presente investigación, se estudiaron las propiedades de los nanotubos de carbono multipared (NTCMP) funcionalizados con nanopartículas (NPs) mono y bimetálicas de níquel y plata en diferentes concentraciones relativas (Ni: Ag, 1:1, 9:1, 1:3, 3:1). La oxidación de los NTCMP fue mediante un tratamiento ácido con ácido nítrico (HNO3) con una pureza del 70 %. Este trabajo se centró en la funcionalización a partir de impregnación química y de la reducción de las sales metálicas; este método fue preferido debido a que las NPs logran un reacomodo uniforme sobre los NTCMP. En años recientes, se ha comprobado que la adición de NPs metálicas a NTCMP presentan características superiores comparado con el uso aislado por una parte de NTCMP o NPs, distintos grupos alrededor del mundo han encontrado nuevas y mejores propiedades electrónicas, magnéticas, mecánicas y ópticas. La caracterización estructural y óptica de las muestras se realizó mediante las siguientes técnicas: Microscopia Electrónica de Barrido (MEB), Microscopia Electrónica de Transmisión de Alta Resolución (MET), Difracción de rayos X (DRX), Espectroscopia Raman (Raman), Espectroscopia UV-Visible (UV-Vis) e infrarrojo (IR). De acuerdo con lo anterior, la presente investigación tiene como propósito contribuir al conocimiento de las características superficiales de los diferentes materiales que se sintetizan y se aplican en el análisis de las propiedades para definir distintas aplicaciones a futuro. In this research, the properties of multiwall carbon nanotubes (NTCMP) functionalized with mono and bimetallic, nickel and silver nanoparticles (NPs) in different relative metal concentrations (Ni:Ag, 1:1, 9:1, 1:3, 3:1). NTCMP oxidation is carried out by an acid treatment with 70% purity nitrate acid (HNO3). This work focused the functionalization through chemical impregnation following the reduction of the metal salts, this method is favored because the NPs achieve a relative uniform distribution over the NTCMP. In recent years, it has been found that the addition of metal NPs imparts superior characteristics to the NTCMP compared to the isolated use of NTCMP or NPs, various groups around the world have found new and improved electronic, magnetic, mechanical and optical properties. The structural and optical characterization of samples was performed by means of the following techniques: Scanning Electron Microscopy (SEM), Transmission Electron Microscopy High Resolution (TEM), X-ray diffraction (XRD), Raman spectroscopy (Raman) spectroscopy UV -Visible (UV-Vis) and infrared (IR). According to the above, this research aims to contribute to the knowledge of the surface characteristics of the different materials synthesized to analyze a reduced set of physical properties to contribute basic knowledge and enable the definition of different applications in a future follow up to this project. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (México).

779 p. The paradigm of process monitoring has evolved in the last years, driven by a clear need for improving efficiency, quality and safety of processes and products. Sectors as manufacturing, energy, food and beverages, etc. are fostering the adoption of innovative methods for controlling their processes and products, in a non-destructive, in-place, reliable, fast, accurate and cost-efficient manner. Furthermore, the parameters requested by the industry for the quality assessment are evolving from basic magnitudes as pressures, temperatures, humidity, etc. to complete chemical and physical fingerprints of these products and processes. In this situation, techniques based on the UV/VIS/NIR light-matter interaction appear to be optimum candidates to face the request of the industry. Moreover, at this moment, when we are witnessing a technological revolution in the field of optoelectronic components, which are required for setting up these light-based analyzers.However, being able to integrate these optoelectronic components with the rest of subsystems (electronics, optics, mechanics, hydraulics, data processing, etc.) is not straightforward. The development of these multi-domain and heterogeneous sensor products meeting not just technological but also market objectives poses a considerable technical and organizational challenge for any company.In this context, a methodological hybrid and agile integration of photonic components within the rest of subsystems towards a sensor product development is presented as the main outcome of the thesis. The methodology has been validated in several industrial scenarios, being three of them included in this thesis, which covers from hydraulic fluid quality control to real-time monitoring of alcoholic beverage fermentation process.

Mestrado em Engenharia Agronómica - Horto-fruticultura e Viticultura - Instituto Superior de Agronomia - UL As cochonilhas-algodão são uma praga importante para a Horticultura a nível mundial, uma vez que afetam muitas culturas comercialmente relevantes e são de difícil combate. O recente incremento da sua importância em culturas hortícolas, especialmente cultura protegida de solanáceas nos países da Bacia Mediterrânica conduziu a que no Oeste, a principal região produtora de hortícolas em ambiente protegido em Portugal, fosse realizado o presente estudo, com o objetivo de avaliar o impacto desta praga para os produtores e identificar as principais espécies de cochonilhasalgodão presentes, a sua distribuição espacial e temporal no interior das estufas, os principais hospedeiros e se existem agentes biológicos a limitar a sua presença. Simultaneamente foi realizado um ensaio de espectroscopia ótica no Algarve, ao ar livre, com tomateiros infestados com a cochonilha-algodão Pseudococcus viburni (Signoret), com o objetivo de verificar se esta técnica poderia facilitar a deteção precoce de infestações. Verificou-se que 16% dos produtores, predominantemente de tomate em cultura protegida, inquiridos na região Oeste já tinham sido afetados pelas cochonilhas-algodão. As principais espécies identificadas, através de prospeções realizadas na região, foram P. viburni e Phenacoccus madeirensis Green. O estudo da distribuição espacial das cochonilhas-algodão mostrou existir um padrão de distribuição agregado e concentrado junto às paredes laterais. Foram identificadas (a confirmar) duas espécies de parasitóide nas regiões Oeste e no Algarve, respetivamente, Anagyrus amnestos Rameshkumar, Noyes e Poorani, e Leptomastix algirica Trjapitzin. A utilização da técnica de espectroscopia ótica mostrou ter potencial para detetar precocemente a cochonilha-algodão P. viburni, uma vez que as folhas infestadas tenderam a ter menor refletância na região do infravermelho próximo (800-1000nm) comparativamente a folhas saudáveis

"En este trabajo se sintetizaron nanopartículas de SnS2 y SnS2 impurificadas con cobre con el objetivo de modificar las propiedades ópticas y morfológicas del semiconductor. El crecimiento se realizó utilizando el método de baño químico modificado, es decir, en lugar de utilizar un sustrato se obtuvieron alícuotas para 1.5, 6, 8, 10 y 504 h de reacción, siendo este último valor el tiempo en el que concluyó la reacción. Las muestras fueron analizadas por absorción óptica, espectroscopía micro – Raman, difracción de rayos-X, microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopía de rayos-X de energía dispersiva (EDS). Los resultados de absorción óptica mostraron la presencia de bandas que corresponden a los precursores utilizados e intermediarios formados en la síntesis, cuya intensidad disminuyó al transcurrir el tiempo de reacción. En cuanto a la energía de banda prohibida (Eg) se observó que para las partículas a 504 h de tiempo de reacción el material sin impurificar está constituido por SnS y SnS2 en bulto y nanopartículas de SnS2. Por otro lado las partículas impurificadas muestran valores superiores de Eg con respecto al bulto, lo cual se asocia a la presencia de las impurezas aceptoras ionizadas en la red."

RESUMEN: Se ha realizado el análisis y la caracterización espectral de un dispositivo LED de luz blanca producida mediante tecnología de fósforos. Para ello hemos empleado diversos montajes de espectroscopia resuelta en tiempo en los cuales se ha utilizado la excitación pulsada con fuentes externas y la luz modulada del propio led, cámaras CCD así como un fluorímetro para los estudios de excitación y emisión del fosforo luminiscente. ABSTRACT: This study focuses on the analysis and spectral characterization of a commercial White light LED device produced by phosphor technology. We have carried out experiments using various time-resolved spectroscopy setups using continuous and pulsed excitation with external sources and modulated excitation from the LED itself, CCD detectors and fluorometer for studying the excitation and emission of the luminescent phosphor. Grado en Física

Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-06T21:02:31Z No. of bitstreams: 1 TeseRaimundoNonatoSilveiraJunior.pdf: 5229380 bytes, checksum: 2a75ee29b8f68c056c45fd5f407d9ebf (MD5) Made available in DSpace on 2021-01-06T21:02:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseRaimundoNonatoSilveiraJunior.pdf: 5229380 bytes, checksum: 2a75ee29b8f68c056c45fd5f407d9ebf (MD5) Previous issue date: 2015-04-10 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro Samples were prepared by the conventional solid-state reaction using high purity SrCO3, Al2O3 and NiO as starting reagents in stoichiometric amounts. X-ray diffraction measurements showed that only one phase is present in the samples: SrAl2O4. In this work, qualitative analysis is also obtained from scanning eletronic microscopy (SEM) images of SrAl2O4 samples doped with 0.1%, 0.5%, 1.0%, 2.0%, 5.0% and 10.0% of Ni2+ ions. Emission and excitation spectra were obtained for SrAl2O4 samples doped with 1.0% of Ni2+ ions while photoacoustic spectroscopy were performed in the samples doped with 1.0%, 2.0%, 5.0% and 10.0% of divalent nickel ions. These measurements were performed at room temperature and the aim was to investigate the electronic transitions of divalent nickel ions which entered substitutionally in the Sr2+ sites of the SrAl2O4 compound. The optical results showed the existence of three emission centers of Ni2+ ions. According to the literature, the structure of SrAl2O4 is composed of two distinct octahedral sites of Sr2+ ions, namely Sr12+ and Sr22+, whose average distances Sr1 O and Sr2 - O are, respectively, 2,800 Ǻ and 2,744 Ǻ. Since the Ni2+ ions tend to replace the Sr2+ ions, due to the fact that they have the same valence, it is considered that a part of the Ni2+ ions occupy the sites of Al3+ ions in the SrAl2O4 structure in order to justify the existence of a third emitting center of Ni2+ ions in the compound. A new octahedral site for Ni2+ ions was estimated from the edge of the tetrahedral site occupied by Al3+ ions in the SrAl2O4 compound network (considering the ionic radius of Ni2+as approximately 40% larger than the ionic radius of Al3+). The electronic transitions in the excitation and photoacoustic absorption spectra have allowed to determine the crystal field parameters (Dq) and Racah (B and C) for the three different sites occupied by Ni2+ ions in SrAl2O4. In this case, the results showed that site II occupied by Ni2+ ions is associated with Sr1 position and has a lower Dq parameter than Dq parameter associated with Ni2+ ions which have replaced the strontium ion at the site I, associated with the Sr2 position. Finally, site III has the lowest crystal field parameter Dq, then the largest ion-ligand distance is identified as the site related to the local octahedral rearrangement of the old positions of Al3+ ions. The hygroscopic features of SrAl2O4:Ni2+ are observed from the photoacoustic absorption spectra and the stretching vibrational modes of the Ni - OH and OH bonds are identified in the spectra. Amostras foram preparadas pelo método de difusão a partir dos reagentes químicos SrCO3, Al2O3 e NiO em proporções estequiométricas. Medidas por difração de raios X mostraram que as amostras possuem uma única fase: SrAl2O4. Neste trabalho apresentamos imagens de microscopia eletrônica de varredura das amostras SrAl2O4 dopadas com 0,1%, 0,5%, 1,0%, 2,0%, 5,0% e 10,0% de íons de Ni2+, medidas de fotoluminescência, excitação da fotoluminescência da amostra SrAl2O4 dopada com 1,0% de íons de Ni2+, medidas de absorção fotoacústica das amostras SrAl2O4 dopadas com 1,0%, 2,0%, 5,0% e 10,0% de íons de Ni2+. Estas medidas foram realizadas a temperatura ambiente para investigar as transições eletrônicas dos íons divalente de níquel que entraram substitucionalmente nos sítios de Sr2+ da rede do SrAl2O4. Os resultados ópticos mostram a existência de três centros emissores de Ni2+. De acordo com a literatura, a estrutura do SrAl2O4 é composta de dois sítios octaédrico distintos de íons de Sr2+, o Sr12+ e o Sr22+, cujas distâncias médias Sr1 O e Sr2 O são, respectivamente, 2,800 Ǻ e 2,744 Ǻ. Visto que os íons de Ni2+ tendem a substituir os íons de Sr2+, devido ao fato de possuírem a mesma valência, é necessário considerar que uma parte dos íons de Ni2+ ocuparam os sítios dos íons de Al3+ na rede do SrAl2O4 para justificar a existência de um terceiro centro emissor de Ni2+ nesse composto. Uma novo sítio octaédrico para os íons de Ni2+ foi estimado a partir do valor da aresta do sítio tetraédrico ocupado pelos íons de Al3+ na rede do SrAl2O4 (considerando o raio iônico do Ni2+ como aproximadamente 40% maior do que o raio iônico do Al3+). As transições eletrônicas presentes nos espectros de excitação e absorção fotoacústica permitiram determinar os parâmetros de campo cristalino (Dq) e Racah (B e C) para os três sítios diferentes ocupados pelos íons de Ni2+ no SrAl2O4. Neste caso, os resultados mostraram que o sítio II dos íons de Ni2+ é associado à posição do Sr1 e possuem um parâmetro Dq menor e que o parâmetro Dq associado aos íons de Ni2+ que substituíram os íons de Sr no sitio I, o qual, por sua vez é associado à posição do Sr2. E, por fim, o sítio III que possui o menor parâmetro de campo cristalino Dq, portanto a maior distância íon ligante, é identificado como aquele relacionado ao rearranjo octaédrico local das antigas posições de Al3+. O caráter higroscópico do SrAl2O4:Ni2+ é observado a partir dos espectros de absorção fotoacústica e os modos de vibração de estiramento das ligações Ni OH e O H são identificadas nos espectros.