Things we see: Portuguese anthropology on material culture

Part of the objects that anthropologists can now find in Lisbon result from the existence of networks with rather diverse historical, social and cultural origins, linking Angola, Mozambique, Cape Verde, Guinea-Bissau, Brazil and Portugal, as well as the countries which have attracted all these countries’ diasporas. The publishing of papers by Portuguese and Brazilian anthropologists in this dossier dedicated to consumption might come to generate a productive collaboration between researchers from both countries, which for over five centuries have seen arriving from the other side of the Atlantic strange objects that, in turn, have taken the routes of the diasporas mentioned above, from luxurious and whimsical items as the indigenous leaders’ feathers and the carriages of the Portuguese royalty, to common and irreplaceable goods as the havaianas.

Implementação da análise dos modos de falha e seus efeitos no processo de fabricação de peças em material compósito

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia e Gestão Industrial

Characterization and surface reconstruction of objects in tomographic images of composite materials

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Informática

Development of composite particles for pulmonary delivery

In this work, biocompatible and biodegradable poly(D-L-lactide-co-glycolide) (PLGA) microparticles with the potential for use as a controlled release system of vaccines and other drugs to the lung were manufactured using supercritical CO2, through the Supercritical Assisted Atomization (SAA) technique. After performing a controlled variance in production parameters (temperature, pressure, CO2/solution flow ratio) PLGA microparticles were characterized and later used to encapsulate active pharmaceutical ingredients (API). Bovine serum albumin (BSA) was chosen as model protein and vaccine, while sildenafil was the chosen drug to treat pulmonary artery hypertension and their effect on the particles characteristics was evaluated. All the produced formulations were characterized in relation to their morphology (Morphologi G3 and scanning electronic microscopy (SEM)), to their physical-chemical properties (X-ray diffraction (XRD, differential scanning calorimetry (DSC), Fourier transform infrared (FTIR)) and aerodynamic performance using an in vitro aerosolization study – Andersen cascade impactor (ACI) - to obtain data such as the fine particle fraction (FPF) and the mass median aerodynamic diameter (MMAD). Furthermore, pharmacokinetic, biodegradability and biocompatibility tests were performed in order to verify the particle suitability for inhalation. The resulting particles showed aerodynamic diameters between the 3 and 5 μm, yields up to 58% and FPF percentages rounding the 30%. Taken as a whole, the produced microparticles do present the necessary requests to make them appropriate for pulmonary delivery.

O Mobiliário do Antigo Egipto no Império Novo. Análise Material e Simbólica

A presente dissertação reflecte a compilação de um estudo essencialmente bibliográfico e iconográfico de doze peças de mobiliário do antigo Egipto, Império Novo. É primeiramente apresentado um breve estudo sobre materiais usados para a construção dos diversos objectos produzidos no referido período histórico e analisados os seus aspectos simbólicos. São também apresentadas sucintamente algumas técnicas de construção adoptadas durante as dinastias XVIII-XX para a construção de mobiliário doméstico e ritual. De seguida estes objectos são analisados material e simbolicamente em dois capítulos tendo como base a investigação efectuada. Colocam-se ao longo deste trabalho diversas questões, sendo as mais prementes “se terá havido transferência de mobiliário doméstico para o contexto funerário” e “Terão tido os espólios funerários mobiliário feito exclusivamente para esse fim”. As conclusões revelam dados comparativos do universo de peças de mobiliário recolhidas e apresentam algumas hipóteses explicativas sobre o assunto abordado.

Avaliações in vitro da utilização da gelatina como material de suporte à regeneração de tecidos

Neste trabalho foram produzidas matrizes de nanofibras de gelatina de porco e de gelatina de peixe através da técnica de electrofiação. Estas matrizes têm uma estrutura morfológica e química interessantes para o desenvolvimento de scaffolds no âmbito da Engenharia de Tecidos mas a sua instabilidade em água compromete essa aplicação. Assim, as matrizes foram reticuladas recorrendo a dois processos diferentes: um físico (tratamento desidrotérmico - DHT) e outro químico (exposição a vapor de glutaraldeído - GTA). Os resultados obtidos permitiram verificar que a gelatina de porco reticulou mais facilmente que a gelatina de peixe, provavelmente devido a uma maior presença de grupos funcionais capazes de reagir com os processos de reticulação. Foram analisados possíveis efeitos citotóxicos das matrizes reticuladas em culturas de células Vero. Os extratos das matrizes não revelaram ser tóxicos mas o tratamento com GTA comprometeu a adesão das células às matrizes indicando acarretar um certo risco de toxicidade. O uso da glicina revelou-se eficaz na redução dessa toxicidade. Para além das matrizes de fibras sem orientação preferencial (depositadas num coletor plano), foram depositadas fibras paralelamente alinhadas recorrendo a um coletor cilíndrico rotatório. Marcações fluorescentes de células semeadas nos dois tipos de fibras revelaram que o citoesqueleto das células semeadas nas fibras alinhadas se organiza na direção do alinhamento.

Analysis, testing and development of safe cleaning methods of rusted stone material

Three different treatments were applied on several specimens of dolomitic and calcitic marble, properly stained with rust to mimic real situations (the stone specimens were exposed to the natural environment for about six months in contact with rusted iron). Thirty six marble specimens, eighteen calcitic and eighteen dolomitic, were characterized before and after treatment and monitored throughout the cleaning tests. The specimens were characterized by SEM-EDS (Scanning Electron Microscopy coupled with Energy Dispersion System), XRD (XRay Diffraction), XRF (X-Ray Fluorescence), FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) and color measurements. It was also made a microscopic and macroscopic analysis of the stone surface along with the tests of short and long term capillary absorption. A series of test trials were conducted in order to understand which concentrations and contact times best suits to this purpose, to confirm what had been written to date in the literature. We sought to develop new methods of treatment application, skipping the usual methods of applying chemical treatments on stone substrates, with the use of cellulose poultice, resorting to the agar, a gel already used in many other areas, being something new in this area, which possesses great applicability in the field of conservation of stone materials. After the application of the best methodology for cleaning, specimens were characterized again in order to understand which treatment was more effective and less harmful, both for the operator and the stone material. Very briefly conclusions were that for a very intense and deep penetration into the stone, a solution of 3.5% of SDT buffered with ammonium carbonate to pH around 7 applied with agar support would be indicated. For rust stains in its initial state, the use of Ammonium citrate at a concentration of 5% buffered with ammonium to pH 7 could be applied more than once until satisfactory results appear.

Engineering of metal oxide nanoparticles for application in electrochemical devices

The growing demand for materials and devices with new functionalities led to the increased inter-est in the field of nanomaterials and nanotechnologies. Nanoparticles, not only present a reduced size as well as high reactivity, which allows the development of electronic and electrochemical devices with exclusive properties, when compared with thin films. This dissertation aims to explore the development of several nanostructured metal oxides by sol-vothermal synthesis and its application in different electrochemical devices. Within this broad theme, this study has a specific number of objectives: a) research of the influence of the synthesis parameters to the structure and morphology of the nanoparticles; b) improvement of the perfor-mance of the electrochromic devices with the application of the nanoparticles as electrode; c) application of the nanoparticles as probes to sensing devices; and d) production of solution-pro-cessed transistors with a nanostructured metal oxide semiconductor. Regarding the results, several conclusions can be exposed. Solvothermal synthesis shows to be a very versatile method to control the growth and morphology of the nanoparticles. The electrochromic device performance is influenced by the different structures and morphologies of WO3 nanoparticles, mainly due to the surface area and conductivity of the materials. The dep-osition of the electrochromic layer by inkjet printing allows the patterning of the electrodes without wasting material and without any additional steps. Nanostructured WO3 probes were produced by electrodeposition and drop casting and applied as pH sensor and biosensor, respectively. The good performance and sensitivity of the devices is explained by the high number of electrochemical reactions occurring at the surface of the na-noparticles. GIZO nanoparticles were deposited by spin coating and used in electrolyte-gated transistors, which promotes a good interface between the semiconductor and the dielectric. The produced transistors work at low potential and with improved ON-OFF current ratio, up to 6 orders of mag-nitude. To summarize, the low temperatures used in the production of the devices are compatible with flexible substrates and additionally, the low cost of the techniques involved can be adapted for disposable devices.

Produção de misturas betuminosas a quente com incorporação de material fresado

A incorporação de materiais reciclados na construção de estradas, como substituição de materiais virgens é percebida como uma oportunidade de economizar recursos, e evitar o impacto associado à sua extração e transporte. Desta forma, a incorporação de material fresado (do termo inglês RAP - Reclaimed Asphalt Pavement) em misturas betuminosas produzidas a quente em central tem sido uma alternativa satisfatória. Neste trabalho, foram estudadas três misturas betuminosas do tipo macadame betuminoso (AC 20 base 35/50), tradicional e com taxas de incorporação de RAP de 10% e 20%, com o objetivo de efetuar uma análise comparativa do seu comportamento. Começou-se por realizar um estudo Marshall de forma a determinar a percentagem ótima de betume a usar em cada mistura e, posteriormente, a composição foi transposta para central para o seu fabrico. No final foram realizados ensaios de caracterização mecânica sobre as misturas para avaliar o seu desempenho, através de ensaios de sensibilidade à água, módulo de rigidez, resistência à fadiga e à deformação permanente. Esta dissertação teve o apoio da empresa Tecnovia – Sociedade de Empreitadas S.A., com a disponibilização de instalações e materiais para o trabalho experimental. De acordo com os resultados obtidos, é possível concluir que as misturas recicladas apresentaram um comportamento satisfatório, quando comparado com as misturas tradicionais.

Conservar depois da catástrofe. O caso dos documentos queimados do antigo Arquivo Histórico do Museu Bocage: caracterização material e proposta de um protocolo de intervenção

Tendo como caso de estudo um conjunto documental do Arquivo Histórico dos Museus da Universidade de Lisboa (AHMUL) – Museu Nacional de História Natural e da Ciência (MUHNAC), anteriormente fazendo parte do antigo Arquivo Histórico do Museu Bocage – fortemente atingido por um incêndio em 1978, o objectivo principal desta investigação é dar início à pesquisa e explorar a possibilidade de aplicação de métodos não invasivos de restauro digital, como a técnica de digitalização volumétrica (volumetric scanning), para a recuperação da informação escrita na parte mais deteriorada do arquivo; e propor métodos de estabilização/recuperação do seu suporte físico, usando técnicas tradicionais de conservação e restauro. Assim, o objectivo deste estudo não é apenas rever métodos de recuperação da informação para estes documentos tidos como perdidos, mas também propor uma forma de recuperar, tanto quanto possível, o seu suporte original. Será realizada a caracterização material da colecção, com recurso a métodos de exame e análise e o diagnóstico de conservação da parte da colecção mais deteriorada, bem como uma contextualização histórica sobre o arquivo e as condições do incêndio. Como conclusões principais salienta-se a confirmação da possibilidade de aplicação de técnicas de digitalização, os resultados promissores de outras técnicas como a fotografia de infravermelho com recurso adicional a software de processamento da imagem e o uso da imagem multiespectral em documentos carbonizados, além do estabelecimento de uma proposta de protocolo de intervenção para documentos queimados, com recurso a dois éteres de celulose, com diferentes solventes (água e etanol) de acordo com a solubilidade dos meios de escrita. Pretendeu-se ainda com este estudo contribuir para a divulgação da existência deste fundo do AHMUL em específico, tendo sido fundamental a realização, após 37 anos, do primeiro registo e compilação de fontes documentais sobre o incêndio de 18 de março de 1978, um facto tão relevante para a Memória do MUHNAC e dos Museus de Portugal.

AS COSTUREIRAS, AS QUEENS E OS SEUS MANTOS: DESTERRITORIALIZAÇÃO, CULTURA MATERIAL E CONSTRUÇÃO DO LUGAR

Durante as décadas de 1980 e de 1990 a noção de lugar foi, na literatura antropológica, sujeita a uma abordagem crítica que debateu as dimensões metodológicas e conceptuais envolvidas na sua construção. No seguimento dessa abordagem, surgiram propostas de trabalho que, de maneiras muito diversas, conseguiram ultrapassar as limitações das concepções mais clássicas da figura do lugar. Essas propostas revelaram, no entanto, que mesmo quando estamos face a uma lógica de desterritorialização, a figura do lugar pode reaparecer (embora obviamente transmutada, visto construir-se no interior de outras lógicas sociais, culturais e económicas). Partindo de uma etnografia realizada na Ilha do Pico, o texto explora algumas das inovações, provenientes dos EUA no início do século XX, que foram introduzidas nas Festas do Espírito Santo. A principal inovação prende-se com a emergência de novos personagens: as rainhas (“queens”) coroadas durante o ritual, seguidas pelas costureiras indispensáveis à confecção dos seus vestidos e mantos. Centrado nos processos de feitura dos mantos, o texto pretende mostrar como a cultura material local se constrói e se transforma no interior de um movimento transcontinental constante de pessoas, rituais, coisas e técnicas. Num contexto transnacional, a mobilidade das pessoas pode objetificar-se em coisas que são feitas localmente, participando assim a desterritorialização na construção do lugar.

Production and characterization of electrospun composite fibers: confinement of thermosensitive microgels

Materials engineering focuses on the assembly of materials´ properties to design new products with the best performance. By using sub-micrometer size materials in the production of composites, it is possible to obtain objects with properties that none of their compounds show individually. Once three-dimensional materials can be easily customized to obtain desired properties, much interest has been paid to nanostructured poly-mers in order to build biocompatible devices. Over the past years, the thermosensitive microgels have become more common in the framework of bio-materials with potential applicability in therapy and/or diagnostics. In addition, high aspect ratio biopolymers fibers have been produced using the cost-effective method called electrospinning. Taking advantage of both microgels and electrospun fibers, surfaces with enhanced functionalities can be obtained and, therefore employed in a wide range of applications. This dissertation reports on the confinement of stimuli-responsive microgels through the colloidal electro-spinning process. The process mainly depends on the composition, properties and patterning of the precur-sor materials within the polymer jet. Microgels as well as the electrospun non-woven mats were investigated to correlate the starting materials with the final morphology of the composite fibers. PNIPAAm and PNIPAAm/Chitosan thermosensitive microgels with different compositions were obtained via surfactant free emulsion polymerization (SFEP) and characterized in terms of chemical structure, morphology, thermal sta-bility, swelling properties and thermosensitivity. Finally, the colloidal electrospinning method was carried out from spinning solutions composed of the stable microgel dispersions (up to a concentration of about 35 wt. % microgels) and a polymer solution of PEO/water/ethanol mixture acting as fiber template solution. The confinement of microgels was confirmed by Scanning Electron Microscopy (SEM). The electrospinning process was statistically analysed providing the optimum set of parameters aimed to minimize the fiber diameter, which give rise to electrospun nanofibers of PNIPAAm microgels/PEO with a mean fiber diameter of 63 ± 25 nm.

Geopolymers as infill material for conservation of azulejos

The restoration materials currently used to fill gaps in architectural historical azulejos (e.g. lime or organic resin pastes) usually show serious drawbacks in terms of compatibility, effectiveness and durability. The existing solutions do not fully protect azulejos in outdoor conditions and frequently result in further deterioration. Geopolymers can be a potential solution for azulejo lacunae infill given the chemical-mineralogical similitude to the ceramic body, and also the durability and versatile range of physical properties that can be obtained through the manipulation of their formulation and curing conditions. This work presents and discusses the viability of the use of geopolymeric pastes to fill lacunae in azulejos or to act as “cold” cast ceramic tile surrogates reproducing missing azulejo fragments. The formulation of geopolymers, namely the type of activators, the aluminosilicate source, the amount of water (to meet adequate workability requirements) and curing conditions were studied. The need for post-curing desalination was also considered envisaging their application in the restoration of outdoor architectural historical azulejos frequently exposed to adverse environmental conditions. The possible advantages and disadvantages of the use of geopolymers in the conservation of azulejos are also discussed. Several techniques were used to study the chemical and physical behavior of geopolymers, namely FT-IR, XRD, MIP, SEM-EDS, WDXRF, electrical conductivity, open porosity, bending strength, adhesion strength, water vapour permeability, thermal expansion and hydric expansion. The results indicate that geopolymers are a promising material for restoration of azulejos, exhibiting some properties, such as adhesion to the ceramic substrate, higher than inorganic materials used nowadays, such as aerial lime based pastes.

Al-doped ZnO ceramic sputtering targets based on nanocrystalline powders produced by emulsion detonation synthesis – deposition and application as a transparent conductive oxide material

Transparent conducting oxides (TCOs) have been largely used in the optoelectronic industry due to their singular combination of low electrical resistivity and high optical transmittance. They are usually deposited by magnetron sputtering systems being applied in several devices, specifically thin film solar cells (TFSCs). Sputtering targets are crucial components of the sputtering process, with many of the sputtered films properties dependent on the targets characteristics. The present thesis focuses on the development of high quality conductive Al-doped ZnO (AZO) ceramic sputtering targets based on nanostructured powders produced by emulsion detonation synthesis method (EDSM), and their application as a TCO. In this sense, the influence of several processing parameters was investigated from the targets raw-materials synthesis to the application of sputtered films in optoelectronic devices. The optimized manufactured AZO targets present a final density above 99 % with controlled grain size, an homogeneous microstructure with a well dispersed ZnAl2O4 spinel phase, and electrical resistivities of ~4 × 10-4 Ωcm independently on the Al-doping level among 0.5 and 2.0 wt. % Al2O3. Sintering conditions proved to have a great influence on the properties of the targets and their performance as a sputtering target. It was demonstrated that both deposition process and final properties of the films are related with the targets characteristics, which in turn depends on the initial powder properties. In parallel, the influence of several deposition parameters in the film´s properties sputtered from these targets was investigated. The sputtered AZO TCOs showed electrical properties at room temperature that are superior to simple oxides and comparable to a reference TCO – indium tin oxide (ITO), namely low electrical resistivity of 5.45 × 10-4 Ωcm, high carrier mobility (29.4 cm2V-1s-1), and high charge carrier concentration (3.97 × 1020 cm-3), and also average transmittance in the visible region > 80 %. These superior properties allowed their successful application in different optoelectronic devices.

Torrefação de biomassa de Arundo donax L. e de Phoenix canariensis com vista à sua valorização energética ou material

A torrefação é vista como um pré-tratamento térmico que introduz modificações na biomassa, ou em resíduos de biomassa, que facilitam o seu processamento mecânico e aumentam a sua estabilidade e densidade energética, potenciando, assim, uma valorização posterior. Neste trabalho, estudou-se o impacte da torrefação na gama de 200 a 350 ºC e tempos de residência entre 15 e 90 min nas propriedades da biomassa proveniente da herbácea Arundo donax L. e das palmeiras Phoenix canariensis, espécies muito abundantes em vários locais do país, tendo em vista a sua posterior valorização. A proliferação descontrolada do arundo e a praga do escaravelho das palmeiras leva a que estas espécies sejam alvo de frequentes operações de remoção. A sua estrutura altamente fibrosa dificulta e encarece estas operações, que acarretam custos significativos para as câmaras municipais, e não se conhecem medidas para a sua valorização material ou energética. A torrefação foi também aplicada a peletes de resíduos de pinheiro, na gama de 200 a 250 ºC e com tempos de residência de 30 e 60 min, para averiguar o seu impacte na qualidade desse biocombustível sólido. A torrefação permitiu obter peletes mais resistentes à biodegradação, devido à redução do teor de humidade para valores residuais, sem aumentar significativamente o seu teor de cinzas e sem afetar de forma relevante a sua durabilidade, o teor de finos ou a densidade aparente. Com a biomassa de arundo e de palmeira obtiveram-se produtos com maior poder calorífico e com melhor moabilidade. No entanto, a acentuada diminuição dos rendimentos mássico e energético e o elevado teor de cinzas constrangem a sua utilização como biocombustíveis sólidos. Desta forma, optou-se por testar a sua valorização como adsorventes do corante azul de metileno, bastante comum, por exemplo, na indústria têxtil, nos curtumes ou nas industrias do papel. Os estudos de adsorção revelaram maior afinidade pelo corante por parte da biomassa sujeita a torrefação mais ligeira, com eficiências de remoção muito próximas das do carvão ativado comercial, para concentrações iniciais de corante até 200 mg/L. As isotérmicas foram melhor ajustadas ao modelo de Langmuir, que revelou capacidades máximas de adsorção na monocamada entre 59,92 e 92,68 mg/g, tendo as curvas de cinética sido melhor descritas pelo modelo de pseudo-segunda ordem. A adsorção é bastante rápida nos primeiros minutos, essencialmente devido a atrações eletrostáticas, sendo inicialmente controlada pela difusão no filme e depois pela difusão nos poros. Os adsorventes revelaram seletividade por um corante catiónico e permitiram dessorção de corante, ao contrário do verificado com o carvão ativado comercial, o que é um aspeto da maior relevância tendo em mente a regeneração do adsorvente e a recuperação do corante.