Composite electrode of carbon nanotubes and vitreous carbon for electron field emission

In this work, the electron field emission behaviour of electrodes formed by carbon nanotubes (CNTs) grown onto monolithic vitreous carbon (VCarbon) substrates with microcavities is presented. Scanning electron microscopy was used to characterize the microstructure of the films. Tungsten probes, stainless steel sphere, and phosphor electrodes were employed in the electron field emission study. The CNT/VCarbon composite represents a route to inexpensive excellent large area electron emission cathodes with fields as low as 2.1 V mu m(-1). In preliminary lifetime tests for a period of about 24 h at an emission current of about 4 mA cm(-2), there is an onset degradation of the emission current of about 28%, which then stabilizes. Electron emission images of the composites show the cavity of the samples act as separate emission sites and predominantly control the emission process. The emission of CNTs/VCarbon was found to be stable for several hours. (c) 2008 American Institute of Physics.

Raman evidence of the interaction between multiwalled carbon nanotubes and nanostructured TiO(2)

Nanocomposites of carbon nanotubes and titanium dioxide (TiO(2)) have attracted much attention due to their photocatalytic properties. Although many examples in the literature have visualized these nanocomposites by electron microscopic images, spectroscopic characterization is still lacking with regard to the interaction between the carbon nanotube and TiO(2). In this work, we show evidence of the attachment of nanostructured TiO(2) to multiwalled carbon nanotubes(MWNTs) by Raman spectroscopy. The nanostructured TiO(2) was characterized by both full-width at half-maximum (FWHM) and the Raman shift of the TiO(2) band at ca 144 cm(-1), whereas the average diameter of the crystallite was estimated as approximately 7 nm. Comparison of the Raman spectra of the MWNTs and MWNTs/TiO(2) shows a clear inversion of the relative intensities of the G and D bands, suggesting a substantial chemical modification of the outermost tubes due to the attachment of nanostructured TiO(2). To complement the nanocomposite characterization, scanning electronic microscopy and X-ray diffraction were performed. Copyright (C) 2011 John Wiley & Sons, Ltd.

Charge-transfer behavior of polyaniline single wall carbon nanotubes nanocomposites monitored by resonance Raman spectroscopy

Highly dispersed nanocomposites of polyaniline(PANI) and oxidized single wall carbon nanotubes(SWNTs) have been prepared using dodecylbenzenesulfonic acid as dispersant. The materials were characterized via resonance Raman and electronic absorption spectroscopies. The behavior of the composites as a function of the applied potential was also investigated using in situ Raman electrochemical measurements. The results obtained at E(laser) = 1.17 eV suggest that a charge-transfer process occur between PANI and semiconducting nanotubes for samples where the metallic tubes are previously oxidized. The spectroelectrochemical data show that the presence of SWNTs prevents the oxidation of PANI rings. Copyright (C) 2010 John Wiley & Sons, Ltd.

Fitossociologia de um Cerrado denso em área de influência de torre de fluxo de carbono, Pé-de-Gigante, Parque Estadual de Vassununga, SP

O domínio do Cerrado compreende uma área contínua nos estados centrais do Brasil e áreas disjuntas em outros estados, incluindo São Paulo. Essa vegetação ocupava originalmente 21% do território brasileiro, restando atualmente apenas 21,6% de sua extensão original. A área recoberta por essa vegetação em São Paulo cobria 14% de sua área total e seus remanescentes recobrem menos de 1% da ocorrência original dessa vegetação. Estudos recentes indicam que o valor da produtividade líquida no Cerrado Pé-de-Gigante (SP) constitui um pequeno dreno de carbono e indicou que a sazonalidade foi o fator determinante do valor observado. Os estudos dos fluxos de carbono em ecossistemas terrestres são raramente acompanhados de abordagens ecofisiológicas de modo a explorar a relação funcional das espécies que compõem o ecossistema e os valores líquidos obtidos para o mesmo. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar estruturalmente a vegetação presente na área de maior influência da torre de fluxo instalada no Cerrado Pé-de-Gigante, visando possibilitar estudos relacionados à quantificação em longo prazo da dinâmica dos fluxos de água, energia e CO2 na vegetação de Cerrado. Para isso foram levantadas 20 parcelas (10 x 10 m) em 0,2 ha de Cerrado, e amostraram-se todas as plantas com perímetro ao nível do solo >6 cm (exceto lianas e árvores mortas). A distribuição das classes de diâmetro e estrutura vertical, assim como os parâmetros fitossociológicos foram analisados. Encontramos 1451 indivíduos, distribuídos em 85 espécies, 52 gêneros e 31 famílias. A densidade absoluta e área basal foram de 7255 ind. ha-1 e de 7,9 m².ha-1, respectivamente. A família Leguminosae apresentou o maior número de espécies (13). O Índice de diversidade de Shannon (H') foi 3,27 nats.ind-1. A distribuição em classes de diâmetro mostrou uma curva de "J" invertido, estando a maioria dos indivíduos na primeira classe. Concluímos que a área deve ser classificada como Cerrado denso, devido principalmente à dominância pela espécie arbórea Anadenanthera falcata, cuja ocorrência no estado foi relatada apenas em locais com solos ricos em saturação de bases na região das Cuestas Basálticas, devido também à maior área basal dos indivíduos, comparando com outros fragmentos de Cerrado. Além da espécie citada, Myrcia lingua e Xylopia aromatica, apresentaram os maiores IVI (Valor de importância).

Estudo comparativo de métodos para a determinação da concentração de carbono em solos com altos teores de Fe (Latossolos)

Soil organic matter (SOM) plays an important role in physical, chemical and biological properties of soil. Therefore, the amount of SOM is important for soil management for sustainable agriculture. The objective of this work was to evaluate the amount of SOM in oxisols by different methods and compare them, using principal component analysis, regarding their limitations. The methods used in this work were Walkley-Black, elemental analysis, total organic carbon (TOC) and thermogravimetry. According to our results, TOC and elemental analysis were the most satisfactory methods for carbon quantification, due to their better accuracy and reproducibility.

Isotopic view of vegetation and carbon and nitrogen cycles in a cerrado ecosystem, southeastern Brazil

Carbon and nitrogen biogeochemical cycles in savannas are strongly regulated by the seasonal distribution of precipitation and pulses of nutrients released during the wetting of the dry soil and are critical to the dynamics of microorganisms and vegetation. The objective of this study was to investigate the spatial and temporal variability of C and N isotope ratios as indicators of the cycling of these elements in a cerrado sensu stricto area, within a protected area in a State Park in the state of São Paulo, Brazil. The foliar δ13C and δ15N values varied from -33.6 to -24.4 ‰ and -2.5 to 4.5 ‰, respectively. The δ13C values showed a consistent relationship with canopy height, revealing the importance of structure of the canopy over the C isotopic signature of the vegetation. Carbon isotopic variations associated with the length of the dry season indicated the importance of recent fixed C to the integrated isotopic signature of the leaf organic C. The studied Cerrado species showed a depleted foliar δ15N, but a wide range of foliar Nitrogen with no difference among canopy heights. However, seasonal variability was observed, with foliar δ15N values being higher in the transition period between dry and rainy seasons. The variation of the foliar C and N isotope ratios presented here was consistent with highly diverse vegetation with high energy available but low availability of water and N.

Respostas fisiológicas de plantas amazônicas de regiões alagadas às mudanças climáticas globais

Conforme previsões do último relatório do IPCC (Intergovernmental Panel of Climatic Change) em 2007, até meados deste século haverá um aumento na concentração de CO2 na atmosfera podendo chegar a 720 μmol mol-1. Consequentemente haverá uma elevação da temperatura de até +3 °C, o que ocorrerá em conjunto com mudanças no padrão de precipitação. O mesmo relatório sugere que isto poderá acarretar uma substituição gradual da floresta tropical por vegetação similar a uma savana na parte oriental da Amazônia, porém nada é conclusivo. Diante dessas possibilidades, pergunta-se - Como as espécies de árvores que compõem as regiões de alagamento da Amazônia irão responder às alterações climáticas por vir? Apesar dessas previsões serem pessimistas, o alagamento ainda ocorrerá por vários anos na Amazônia e é de grande importância compreender os efeitos do alagamento sobre as respostas fisiológicas das plantas num contexto das mudanças climáticas. Os principais efeitos sobre a sinalização metabólica e hormonal durante o alagamento são revisados e os possíveis efeitos que as mudanças climáticas poderão ter sobre as plantas amazônicas são discutidos. As informações existentes sugerem que sob alagamento, as plantas tendem a mobilizar reservas para suprir a demanda de carbono necessário para a manutenção do metabolismo sob o estresse da falta de oxigênio. Até certo limite, com o aumento da concentração de CO2, as plantas tendem a fazer mais fotossíntese e a produzir mais biomassa, que poderão aumentar ainda mais com um acréscimo de temperatura de até 3 °C. Alternativamente, com o alagamento, há uma diminuição geral do potencial de crescimento e é possível que quando em condições de CO2 e temperatura elevados os efeitos positivo e negativo se somem. Com isso, as respostas fisiológicas poderão ser amenizadas ou, ainda, promover maior crescimento para a maioria das espécies de regiões alagáveis até o meio do século. Porém, quando a temperatura e o CO2 atingirem valores acima dos ótimos para a maioria das plantas, estas possivelmente diminuirão a atividade fisiológica.

Avaliação citométrica dos adipócitos localizados no tecido subcutâneo da parede anterior do abdome após infiltração percutânea de CO2

OBJETIVO: Avaliar os efeitos da infiltração de dióxido de carbono em adipócitos presentes na parede abdominal. MÉTODOS: Quinze voluntárias foram submetidas a sessões de infusão de CO2 durante três semanas consecutivas (duas sessões por semana com intervalos de dois a três dias entre cada sessão). O volume de gás carbônico infundido por sessão, em pontos previamente demarcados, foi sempre calculado com base na superfície da área a ser tratada, com volume infundido fixo de 250 mL/100cm² de superfície tratada. Os pontos de infiltração foram demarcados respeitando-se o limite eqüidistante 2cm entre eles. Em cada ponto se injetou 10mL, por sessão, com fluxo de 80mL/min. Foram colhidos fragmentos de tecido celular subcutâneo da parede abdominal anterior antes e após o tratamento. O número e as alterações histomorfológicas dos adipócitos (diâmetro médio, perímetro, comprimento, largura e número de adipócitos por campos de observação) foram mensurados por citometria computadorizada. Os resultados foram analisados com o teste t de Student pareado, adotando-se nível de significância de 5% (p<0,05). RESULTADOS: Encontrou-se redução significativa no número de adipócitos da parede abdominal e na área, diâmetro, perímetro, comprimento e largura após o uso da hipercapnia (p=0,0001). CONCLUSÃO: A infiltração percutânea de CO2 reduz a população e modifica a morfologia dos adipócitos presentes na parede abdominal anterior.

Effects of prone and supine position on oxygenation and inflammatory mediator in a hydrochloric acid-induced lung dysfunction in rats

PURPOSE: To compare the effectiveness of mechanical ventilation of supine versus prone position in hydrochloric acid (HCl)-induced lung dysfunction. METHODS: Twenty, adult, male, Wistar-EPM-1 rats were anesthetized and randomly grouped (n=5 animals per group) as follows: CS-MV (mechanical ventilation in supine position); CP-MV (mechanical ventilation in prone position); bilateral instillation of HCl and mechanical ventilation in supine position (HCl+S); and bilateral instillation of HCl and mechanical ventilation in prone position (HCl+P). All groups were ventilated for 180 minutes. The blood partial pressures of oxygen and carbon dioxide were measured in the time points 0 (zero; 10 minutes before lung injury for stabilization), and at the end of times acid injury, 60, 120 and 180 minutes of mechanical ventilation. At the end of experiment the animals were euthanized, and bronchoalveolar lavages (BALs) were taken to determine the contents of total proteins, inflammatory mediators, and lungs wet-to-dry ratios. RESULTS: In the HCl+P group the partial pressure of oxygen increased when compared with HCl+S (128.0±2.9 mmHg and 111.0±6.7 mmHg, respectively) within 60 minutes. TNF-α levels in BAL do not differ significantly in the HCl+P group (516.0±5.9 pg/mL), and the HCl+S (513.0±10.6 pg/mL). CONCLUSION: The use of prone position improved oxygenation, but did not reduce TNF-α in BAL upon lung dysfunction induced by HCl.

Lessons from the Terra Preta de Índios of the Amazon region for the utilisation of charcoal for soil amendment

The potential of charcoal and of partially combusted organic waste to mimic the soil organic matter of the Terras Pretas de Índios (Amazonian Dark Earths) from the Amazon Region is discussed. These materials serve as soil conditioners and as sequesterers of carbon in recalcitrant and in reactive forms. Studies carried out by Brazilian and by international groups have contributed to the emergence of an awareness of the compositions and of the uses of these materials. In this contribution we report on chemical studies that are leading to the development of a scientific and technological awareness, and of innovations that will have value in finding novel uses in applications to soil of chars from organic wastes such as those from the biofuel industry, and from metallurgical and various coal plant residues.

Sibilância em crianças e adolescentes vizinhos a uma indústria petroquímica no Rio Grande do Norte, Brasil

OBJETIVO: Verificar a associação entre relato de sibilância em crianças e adolescentes e o local de residência em relação à dispersão dos poluentes atmosféricos emitidos pelo Pólo Petroquímico (PPQ) de Guamaré (RN). MÉTODOS: Estudo transversal de relato de sibilância em crianças e adolescentes de 0 a 14 anos de idade, residentes no entorno do PPQ de Guamaré, em 2006. Foi utilizado o questionário padronizado do International Study of Asthma and Allergies in Childhood, acrescido de questões relativas ao tabagismo, renda, moradia e escolaridade. Concentrações diárias de PM10, PM2,5, carbono grafítico, SO2, NO2, O3, benzeno, tolueno e xilenos foram medidas em uma estação de monitoramento fixa. As comunidades residentes na área de influência das emissões do PPQ foram classificadas, segundo a direção preferencial dos ventos, em expostas e de referência. RESULTADOS: Participaram do estudo 209 crianças e adolescentes. As concentrações médias diárias dos poluentes monitorados mantiveram-se abaixo dos limites estabelecidos nos padrões de qualidade do ar. A prevalência de sibilos nos últimos 12 meses foi de 27,3%. Associações estatisticamente significantes com sibilos nos últimos 12 meses foram verificadas mesmo após ajustamentos para comunidades expostas [razão de chances (odds ratio, ORajust) = 2,01; intervalo de confiança de 95% (IC95%) 1,01-4,01], gênero masculino (ORajust = 2,50; IC95% 1,21-5,18) e idade de 0 a 6 anos (ORajust = 5,00; IC95% 2,41-10,39). CONCLUSÃO: Mesmo em baixas concentrações de poluentes atmosféricos, a ocorrência de sintomas respiratórios em crianças e adolescentes nas comunidades no entorno de um PPQ esteve associada a residência na direção preferencial dos ventos, mostrando-se mais vulnerável o grupo de pré-escolares do gênero masculino.

Heavy metal concentrations in soils from a remote oceanic island, Fernando de Noronha, Brazil

This paper examines the role of parent rock, pedogenetic processes and airborne pollution in heavy metal accumulation in soils from a remote oceanic island, Fernando de Noronha, Brazil. We studied five soil profiles developed from different volcanic rocks. Mineralogical composition and total concentrations of major and trace elements were determined in 43 samples. The obtained concentrations range for heavy metals were: Co: 26-261 ppm; Cu: 35-97 ppm; Cr: 350-1446 ppm; Ni: 114-691 ppm; Zn: 101-374 ppm; Hg: 2-150 ppb. The composition of soils is strongly affected by the geochemical character of the parent rock. Pedogenesis appears to be responsible for the accumulation of Zn, Co, and, to a lesser extent, of Ni and Cu, in the upper, Mn- and organic carbon-enriched horizons of the soil profiles. Pedogenic influence may also explain the relationship observed between Cr and the Fe. Hg is likely to have been added to the soil profile by long-range atmospheric transport. Its accumulation in the topsoil was further favoured by the formation of stable complexes with organic matter. Clay minerals do not appear to play an important role in the fixation of heavy metals.

Electrochemical degradation of the dye reactive orange 16 using electrochemical flow-cell

Electrochemical removals of color and organic load from solutions containing the dye reactive orange 16 (RO16) were performed in an electrochemical flow-cell, using a platinum working electrode. The influence of the process variables flow-rate, such as NaCl concentration, applied potential and solution pH, were studied. The best color removal achieved was 93% (λ = 493 nm) after 60 min at 2.2 V vs. RHE electrolysis, using 1.00 g L-1 NaCl as supporting electrolyte. The rises in the concentration of NaCl and applied potential increased the color removal rate. The best total organic carbon removal (57%) was obtained at 1.8 V, without the separating membrane, indicating that the ideal conditions for the color removal are not necessarily the same as those to remove the total organic carbon. The degradation efficiency decreased with the solution pH decrease.

Synthesis of Fe/Ti oxides from a single source alkoxide precursor under inert atmosphere

The heterometal alkoxide [FeCl{Ti2(OPr i)9}] (1) was employed as a single source precursor for the preparation of Fe/Ti oxides under inert atmosphere. Three different synthetic procedures were adopted in the processing of 1, either employing aqueous HNO3 or HCl solutions, or in the absence of mineral acids. Products were characterised by powder X-ray diffractometry, scanning electron microscopy combined with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDS) and Raman, electron paramagnetic resonance (EPR) and Mössbauer spectroscopies. Oxide products contained titanium(IV) and either iron(III) or iron(II), depending on reaction conditions and thermal treatment temperatures. An interesting iron(III)→iron(II) reduction was observed at 1000 ºC in the HNO3-containing system, leading to the detection of ilmenite (FeTiO3). SEM/EDS studies revealed a highly heterogeneous metal distribution in all products, possibly related to the presence of a significant content of carbon and of structural defects (oxygen vacancies) in the solids.

Produção de biotensoativos a partir de resíduos de óleos e gorduras

O presente trabalho visou a seleção de microrganismos com capacidade de produzir biotensoativos a partir de resíduos de óleos e gorduras gerados em restaurantes e indústrias alimentícias. Borra de soja, gordura de frango, gordura vegetal hidrogenada e óleo de soja usado em frituras foram estudados como fonte de carbono. Os isolados LMI 6c e LMI 7a, ambos pertencentes ao gênero Pseudomonas, foram selecionados como potenciais produtores de biotensoativos. Dentre os resíduos propostos, a borra de soja foi considerada o melhor substrato, gerando 9,69 g.L-1 de ramnolipídios e uma tensão superficial de 31 mN/m.