Molecular simulation of gas adsorption equilibria in nanoporous materials

This work is divided into two distinct parts. The first part consists of the study of the metal organic framework UiO-66Zr, where the aim was to determine the force field that best describes the adsorption equilibrium properties of two different gases, methane and carbon dioxide. The other part of the work focuses on the study of the single wall carbon nanotube topology for ethane adsorption; the aim was to simplify as much as possible the solid-fluid force field model to increase the computational efficiency of the Monte Carlo simulations. The choice of both adsorbents relies on their potential use in adsorption processes, such as the capture and storage of carbon dioxide, natural gas storage, separation of components of biogas, and olefin/paraffin separations. The adsorption studies on the two porous materials were performed by molecular simulation using the grand canonical Monte Carlo (μ,V,T) method, over the temperature range of 298-343 K and pressure range 0.06-70 bar. The calibration curves of pressure and density as a function of chemical potential and temperature for the three adsorbates under study, were obtained Monte Carlo simulation in the canonical ensemble (N,V,T); polynomial fit and interpolation of the obtained data allowed to determine the pressure and gas density at any chemical potential. The adsorption equilibria of methane and carbon dioxide in UiO-66Zr were simulated and compared with the experimental data obtained by Jasmina H. Cavka et al. The results show that the best force field for both gases is a chargeless united-atom force field based on the TraPPE model. Using this validated force field it was possible to estimate the isosteric heats of adsorption and the Henry constants. In the Grand-Canonical Monte Carlo simulations of carbon nanotubes, we conclude that the fastest type of run is obtained with a force field that approximates the nanotube as a smooth cylinder; this approximation gives execution times that are 1.6 times faster than the typical atomistic runs.

Evaporation from porous building materials and its cooling potential

Evaporative cooling is a traditional strategy to improve summer comfort, which has gained renewed relevance in the context of the transition to a greener economy. Here, the potential for evaporative cooling of two common porous building materials, natural stone and ceramic brick, was evaluated. The work has relevance also to the protection of built heritage becauseevaporation underlies the problems of dampness and salt crystallization, which are so harmful and frequent in this heritage. It was observed that the drying rate of the materials is, in some cases, higher than the evaporation rate of a free water surface. Surface area measurements by a three-dimensional optical technique suggested, as probable cause of this behavior, that surface irregularity gives rise to a large effective surface of evaporation in the material. Surface temperature measurements by infrared were performed afterward during evaporation experiments outside during a hot summer day in Lisbon. Their results indicate that ordinary building materials can be very efficient evaporative media and, thus, may help in achieving higher energy efficiency while maintaining a simultaneous constructive or architectural function.

Development of new membranes based on ionic liquid materials for gas separation

In the field of energy, natural gas is an essential bridge to a clean, low carbon, renewable energy era. However, natural gas processing and transportation regulation require the removal of contaminant compounds such as carbon dioxide (CO2). Regarding clean air, the increasing atmospheric concentrations of greenhouse gases, specifically CO2, is of particular concern. Therefore, new costeffective, high performance technologies for carbon capture have been researched and the design of materials with the ability to efficiently separate CO2 from other gases is of vital importance.(...)

O Ressurgimento da Pintura Decorativa nos Interiores Palacianos Lisboetas: da Regeneração às Vésperas da República

Esta tese procura defender a ideia de que foi a vinda para Portugal, nos anos 30 do século XIX, dos arquitectos, cenógrafos, e pintores decoradores de origem italiana, Cinatti e Rambois, que permitiu o retomar do fio perdido da pintura decorativa no País. Na década de 1830, dava-se, assim, início a uma nova etapa, na qual se concretizam uma série de encomendas de decoração de interiores que procuram satisfazer uma burguesia emergente, que assim sublinha o seu status social ao restaurar e transformar palácios antigos, ou ao mandar construir novos palácios e palacetes, que irão ser profusamente decorados por uma nova geração de pintores-decoradores. Era inaugurado o ressurgimento da pintura decorativa em Portugal. Esta dissertação tem também como um dos seus objectivos principais dar a conhecer e divulgar o património ímpar que constitui a pintura decorativa, para assim o poder depois proteger, num País em que o “fachadismo” faz escola, permitindo-se que os interiores sejam demolidos, e em que as artes decorativas são ainda tão esquecidas ou menosprezadas Este trabalho constitui – esperamos- uma primeira aproximação científica ao estudo de todo um conjunto de edifícios de valor patrimonial inestimável e à realidade que albergam no seu interior.

The brushstroke and materials of Amadeo de Souza-Cardoso combined in an authentication tool

Nowadays, authentication studies for paintings require a multidisciplinary approach, based on the contribution of visual features analysis but also on characterizations of materials and techniques. Moreover, it is important that the assessment of the authorship of a painting is supported by technical studies of a selected number of original artworks that cover the entire career of an artist. This dissertation is concerned about the work of modernist painter Amadeo de Souza-Cardoso. It is divided in three parts. In the first part, we propose a tool based on image processing that combines information obtained by brushstroke and materials analysis. The resulting tool provides qualitative and quantitative evaluation of the authorship of the paintings; the quantitative element is particularly relevant, as it could be crucial in solving authorship controversies, such as judicial disputes. The brushstroke analysis was performed by combining two algorithms for feature detection, namely Gabor filter and Scale Invariant Feature Transform. Thanks to this combination (and to the use of the Bag-of-Features model), the proposed method shows an accuracy higher than 90% in distinguishing between images of Amadeo’s paintings and images of artworks by other contemporary artists. For the molecular analysis, we implemented a semi-automatic system that uses hyperspectral imaging and elemental analysis. The system provides as output an image that depicts the mapping of the pigments present, together with the areas made using materials not coherent with Amadeo’s palette, if any. This visual output is a simple and effective way of assessing the results of the system. The tool proposed based on the combination of brushstroke and molecular information was tested in twelve paintings obtaining promising results. The second part of the thesis presents a systematic study of four selected paintings made by Amadeo in 1917. Although untitled, three of these paintings are commonly known as BRUT, Entrada and Coty; they are considered as his most successful and genuine works. The materials and techniques of these artworks have never been studied before. The paintings were studied with a multi-analytical approach using micro-Energy Dispersive X-ray Fluorescence spectroscopy, micro-Infrared and Raman Spectroscopy, micro-Spectrofluorimetry and Scanning Electron Microscopy. The characterization of Amadeo’s materials and techniques used on his last paintings, as well as the investigation of some of the conservation problems that affect these paintings, is essential to enrich the knowledge on this artist. Moreover, the study of the materials in the four paintings reveals commonalities between the paintings BRUT and Entrada. This observation is supported also by the analysis of the elements present in a photograph of a collage (conserved at the Art Library of the Calouste Gulbenkian Foundation), the only remaining evidence of a supposed maquete of these paintings. The final part of the thesis describes the application of the image processing tools developed in the first part of the thesis on a set of case studies; this experience demonstrates the potential of the tool to support painting analysis and authentication studies. The brushstroke analysis was used as additional analysis on the evaluation process of four paintings attributed to Amadeo, and the system based on hyperspectral analysis was applied on the painting dated 1917. The case studies therefore serve as a bridge between the first two parts of the dissertation.

O Marquês de Sousa Holstein e a formação da Galeria Nacional de Pintura da Academia de Belas Artes de Lisboa

Neste trabalho definimos e desenvolvemos algumas ideias centrais sobre a Galeria Nacional de Pintura da Academia de Belas Artes de Lisboa, da formação do seu acervo a partir de 1834, com a extinção das ordens religiosas, até à abertura do Museu Nacional de Belas Artes e Arqueologia, em 1884. Em análise estão 50 anos de esforços empreendidos por vários agentes, com destaque para o marquês de Sousa Holstein, vice-­‐inspetor da Academia, em prol da organização, conservação, exposição, estudo, promoção e divulgação do seu acervo, assim como do seu enriquecimento por meio de transferências, aquisições ou doações que estão na origem do mais relevante museu público de arte nacional.

Cellulose-based composites as functional conductive materials for printed electronics

In this work, cellulose-based electro and ionic conductive composites were developed for application in cellulose based printed electronics. Electroconductive inks were successfully formulated for screen-printing using carbon fibers (CFs) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) as conductive functional material and cellulose derivatives working as binder. The formulated inks were used to fabricate conductive flexible and disposable electrodes on paper-based substrates. Interesting results were obtained after 10 printing passes and drying at RT of the ink with 10 % wt. of pristine CFs and 3% wt. of carboxymethyl cellulose (CMC), exhibiting a resistivity of 1.03 Ωcm and a resolution of 400 μm. Also, a resistivity of 0.57 Ωcm was obtained for only one printing pass using an ink based on 0.5 % wt. MWCNTs and 3 % wt. CMC. It was also demonstrated that ionic conductive cellulose matrix hydrogel can be used in electrolyte-gated transistors (EGTs). The electrolytes revealed a double layer capacitance of 12.10 μFcm-2 and ionic conductivity of 3.56x10-7 Scm-1. EGTs with a planar configuration, using sputtered GIZO as semiconducting layer, reached an ON/OFF ratio of 3.47x105, a VON of 0.2 V and a charge carrier mobility of 2.32 cm2V-1s-1.

Historical reconstructions of raw materials based on a blue smalt coating applied to a seventeenth-century altarpiece

Based on samples cross-sections from the Main Altarpiece of the Coimbra Old Cathedral, where a blue coating performed in 1685 is observed (that was partly covered with a Prussian blue-containing overpaint), the raw materials present in this coating were reproduced and studied. Blue areas were painted with smalt in oil, according to the contract signed by Manoel da Costa Pereira in 1684 and the analysis by Le Gac in 2009. Based on these, three batches of cobalt-based glasses (S1, S2 and S3) were heated and melted in alumina crucibles in the kiln. S1 contained 6.03 % of cobalt oxide, S2 contained 2.10 %, with the addition of 1.49 % of magnesium oxide, and S3 contained 6.82 % of cobalt oxide, with the addition of 4.63% of antimony trioxide. These batches were ground mechanically with water and manually with different vehicles stated in recipes. The results were studied by means of OM, SEM-EDS, X-Ray CT, Colorimetry and Vickers HT. Different binders were also produced and analyzed by means of μ-FTIR, in order to perform their characterization and obtain Standard Spectra. Since anhydrite was identified in the ground layers, gypsum from Óbidos was also characterized by XRD. The main goal of this thesis was to study all the raw materials present in the 1685-blue coating, in order to allow the historically accurate reconstruction of the layers build-up in the next future.

Dangote Cement Plc building materials

Equity research report

Damage propagation in composite Materials meso-mechanical models

Composite materials have a complex behavior, which is difficult to predict under different types of loads. In the course of this dissertation a methodology was developed to predict failure and damage propagation of composite material specimens. This methodology uses finite element numerical models created with Ansys and Matlab softwares. The methodology is able to perform an incremental-iterative analysis, which increases, gradually, the load applied to the specimen. Several structural failure phenomena are considered, such as fiber and/or matrix failure, delamination or shear plasticity. Failure criteria based on element stresses were implemented and a procedure to reduce the stiffness of the failed elements was prepared. The material used in this dissertation consist of a spread tow carbon fabric with a 0°/90° arrangement and the main numerical model analyzed is a 26-plies specimen under compression loads. Numerical results were compared with the results of specimens tested experimentally, whose mechanical properties are unknown, knowing only the geometry of the specimen. The material properties of the numerical model were adjusted in the course of this dissertation, in order to find the lowest difference between the numerical and experimental results with an error lower than 5% (it was performed the numerical model identification based on the experimental results).

Apropriação, deslizamento, deslocação. (sobre a representação na pintura de Amadeo de Souza Cardoso)

Este artigo pretende analisar e discutir o lugar da representação na pintura de Amadeo de Souza Cardoso (1887‑1918). Propõe‑se paralelamente observar e debater o modo como a inscrição da sua obra nos padrões internacionais do modernismo e das vanguardas foi considerada face à sua pertença regional, i.e. à sua portugalidade. Em estudo neste artigo estarão as pinturas‑colagem realizadas por Amadeo de Souza Cardoso entre 1916 e 1917 e a hipótese de lhes ter estado reservado um horizonte de interpretação paradigmático do “regime” de visibilidade modernista na história da arte e, portanto das narrativas épicas consagradas do abstraccionismo como destino da pintura do século xx. Parte‑se, assim, da discussão da tese de José‑Augusto França de que Amadeo foi vítima da sua condição periférica e não conseguiu acompanhar as orientações internacionais do modernismo e das vanguardas, para a discussão da posterior consagração do pintor como tendo superado essas orientações e construído uma obra radicalmente original. Debate‑se por último o facto de em qualquer dos casos a inscrição de Amadeo num regime representativo ter permanecido desvalorizada ou meramente ignorada.

Paula Rego: O tempo – passado e presente ou a pequena história da história da pintura

Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT), Fundação Millennium bcp

Análise de risco aplicada à coleção de pintura a óleo da “Casa dos Patudos”

Este trabalho teve como principais objetivos a avaliação de risco para a coleção de pinturas a óleo da “Casa dos Patudos” e a proposta de estratégias para mitigar esses riscos. Escolheu-se o modelo de análise de risco Cultural Property Risk Analysis Model ou Modelo de Análise de Risco para Património Cultural, desenvolvido por Robert Waller (2003), por permitir hierarquizar os riscos a que a coleção está sujeita e por já ter sido aplicado com sucesso noutras coleções. Neste trabalho o modelo CPRAM é aplicado pela primeira vez a uma coleção de pintura a óleo em exibição. A metodologia utilizada passou pela caracterização da coleção, o diagnóstico das obras, inspeções ao edifício, conversas informais com os vários funcionários, colocação de armadilhas e determinação das condições ambientais. Verificou-se que os principais agentes de deterioração a que a coleção está exposta estão relacionados com as elevadas flutuações de humidade relativa, forças físicas, a excessiva exposição à luz e a ocorrência de pragas de insetos xilófagos. Desse modo, algumas das soluções propostas passam pela implementação de uma política de controlo integrado de pragas, colocação de filtros UV nas janelas e claraboias e controlo da humidade relativa e temperatura. As vantagens e desvantagens da aplicação deste modelo a esta coleção são aqui discutidos. Um dos desafios deste estudo passou por encontrar um equilíbrio entre o que são as condições ideais de preservação e o que é possível implementar numa casa histórica, ou seja, um local que não foi originalmente concebido para as funções que desempenha atualmente. Neste caso, a estas restrições, adiciona-se ainda as imposições deixadas em testamento pelo proprietário da casa. Embora o trabalho seja aplicado a uma coleção específica, existem muitas outras instituições, com coleções e situações semelhantes, que certamente partilham do mesmo tipo de problemas. Deste modo, espera-se que este trabalho também contribua para a chamada de atenção e melhoramento dos riscos a que essas coleções se encontram expostas.

Mark Rothko : Da origem mítica à refundação artística do mundo

Fenómeno assinalável no nosso século foi a emergência da chamada “arte global” (Belting), dando conta da crise do “mundo da arte” e a disseminação generalizada das práticas artísticas. Neste contexto a obra de Rothko ganha uma força inesperada. Sendo usualmente inscrito no “modernismo” com os seu valores de pureza e especificidade do meio, neste caso a pintura, a nossa investigação revela que o gesto Rothkoniano excede largamente esta representação, que levaria a distinguir radicalmente entre uma fase mítica e surrealista, uma fase abstracionista dos “colour field” e finalmente uma fase sublime das pinturas da Capela Ecuménica de Rothko. Existe uma continuidade evidente que remete para uma geoestética, onde a terra e a sua habitabilidade desempenham um papel crucial. Daí a necessidade de inscrever a obra de Rothko na geofilosofia contemporânea, tal com foi delineada por Gilles Deleuze e Félix Guattari. Procedeu-se, assim, a uma análise crítica da obra e da estética de Rothko, que profeticamente, mas inconscientemente, parece abrir o caminho para o pensamento de uma arte da terra. Trata-se de uma linha de continuidade que atravessa toda a obra de Rothko, refletindo uma picturação do mundo e a vontade de criar de um mundo pictórico e poético, reduzido a elementos mínimos, pós-figurativos mas onde se reconhece a incidência dos motivos como frame e abertura, linha de horizonte e pórticos e passagens. Num segundo momento, explora-se essa dimensão “inconsciente” num projeto artístico pessoal, que se desdobra em abordagens picturais, de pintura, de instalação e de vídeo, que denominamos por “A Terra como Acontecimento”. Este projeto prolonga o esforço Rothkoniano, ao mesmo tempo que o altera profundamente, nomeadamente pelo uso dos materiais, pela mutação no uso da cor, bem como pela maneira como os elementos figurativos são radicalmente alterados pela mera transposição da perspetiva usada. Se a ressonância rothkoniana está bem presente, não menos presente está a intenção de um confronto dialogante com a Obra de Mark Rothko. Aquilo que neste importante artista, era o inconsciente, marcado pelo mito e teologia, pela delimitação da linha de horizonte, bem clássica, e, acima de tudo, pela sua verticalidade marcadamente teológica, “A Terra como Acontecimento” é a matéria que é profundamente radicalizada, bem como a lógica concetual, a qual é preferentemente circular, sem orientação absoluta, e incompleta, o que implica uma outra visão da “abertura”/”fecho”, tão essencial na obra de Rothko. Desta investigação espera-se um contributo significativo para os debates atuais sobre a arte na contemporaneidade.