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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Quasiperiodicidade na eletrodeposição da liga Cu/Sn : extração de parâmetros cinéticos e aplicação de controle por retroalimentação atrasada
Title Alternative: Quasiperiodicity in Cu/Sn alloy electrodeposition : extraction of kinetic parameters and delayed feedback control
Author: Silva, Laura Menezes, 1995-
Advisor: Sousa, Raphael Nagao de, 1984-
Abstract: Resumo: Os sistemas vivos são importantes exemplos de sistemas auto-organizados que produzem estruturas mais complexas do que um procedimento "passo a passo" pode alcançar. Exemplos na química podem ser observados na síntese orgânica eletroquímica, deposição oscilatória de metais e relógios químicos. Existem vários tipos de instabilidades dinâmicas que geram auto-organização: das oscilações comuns de período um, passando pela quasiperiodicidade, até o início do caos. Nesse trabalho, descreveu-se a emergência de oscilações com comportamento quasiperiódico durante a eletrodeposição de Cu e Sn sobre uma superfície de ouro. Para se extrair as frequências dessa série transiente, foi empregada a transformada de ondaleta contínua. Adicionalmente, diferentes temperaturas foram utilizadas nas eletrodeposições para se extrair valores de energia de ativação aparente. Duas faixas de energias de ativação aparente foram encontradas, as quais foram atribuídas a uma barreira de ativação (~ 50 kJ mol-1), principalmente relacionada a uma rápida escala de tempo das oscilações, e a um processo principalmente difusional (~ 20 kJ mol-1), ligado às modulações lentas da amplitude da oscilação, dando origem à dinâmica quasiperiódica. Além disso, desenvolveu-se um programa em LabVIEW® para promover o controle por retroalimentação atrasada no sistema, a fim de se obter o controle sobre a morfologia do eletrodepósito. O sistema configurado para a aplicação do controle foi elaborado de forma que seus elementos se comuniquem em real-time, otimizando o tempo de resposta do programa. Com a aplicação do controle, foram observadas mudanças na dinâmica do sistema. O programa desenvolvido possui grande potencial para ser aplicado em diversos eletroquímicos oscilatórios, podendo ser empregado como uma ferramenta na síntese controlada de nanomateriais

Abstract: Living systems are one among many examples that self-organizing systems yield more intricate structures than a "step-by-step" approach could achieve. That analogy can be observed in electrochemical organic synthesis, oscillating metal deposition and chemical clocks. There is a plenitude of temporal instabilities during self-organization - from ordinary period-one oscillations, going through quasiperiodicity, to the onset of chaos. Here, we describe the emergence of quasiperiodic behavior during the oscillatory electro-deposition of Cu/Sn. The time-series were characterized by a continuous wavelet transform in order to extract the oscillation frequency of the process, and with changes in temperature, the calculation of the apparent activation energies. Two different energy ranges are presented, and those are attributed to: a mainly activation barrier (~50 kJ mol-1) closely related to a fast time-scale for the current oscillations and a mainly diffusional process (~20 kJ mol-1), connected with the slow modulations of the oscillation amplitude, giving rise to the quasiperiodic dynamics. In addition, a program was developed in LabVIEW® to promote delayed feedback control in the system, in order to obtain control over the electrodeposit morphology. The system configured for the control application was made in such a way that its elements communicate in real-time, optimizing the program's response time. With the application of the control, changes in the dynamics of the system were observed. The developed program has great potential to be applied in several oscillatory electrochemicals, and can be used as a tool in the controlled synthesis of nanomaterials
Subject: Eletroquímica
Eletrodeposição
Auto-organização
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: SILVA, Laura Menezes. Quasiperiodicidade na eletrodeposição da liga Cu/Sn: extração de parâmetros cinéticos e aplicação de controle por retroalimentação atrasada. 2020. 1 recurso online (83 p.) Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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