Comparative analysis of circular and triangular gold nanodisks for field enhancement applications

ABSTRACT: In this paper, we present a quantitative comparison of circular and triangular gold nanodisks with the same length and thickness. The method of moments is used to solve numerically the scattering problem. With this model, we investigate the spatial near field distribution, spectral response, far field diagrams, and bandwidth wavelength of these particles. Our results show that the resonant wavelength and the near field enhancement and confinement of the triangular particle are larger than those for the circular particle, but the resonance bandwidth and scattering cross section of the triangular particle are smaller.

Resonant properties, of modified triangular plasmonic nanoparticles with higher field concentration

In this paper, we present an analysis of the resonant response of modified triangular metallic nanoparticles with polynomial sides. The particles are illuminated by an incident plane wave and the method of moments is used to solve numerically the electromagnetic scattering problem. We investigate spectral response and near field distribution in function of the length and polynomial order of the nanoparticles. Our results show that in the analyzed wavelength range (0.5-1.8) µm these particles possess smaller number of resonances and their resonant wavelengths, near field enhancement and field confinement are higher than those of the conventional triangular particle with linear sides.

Saberes de professores que ensinam matemática para alunos surdos incluídos numa escola de ouvintes

Com esta pesquisa objetivou-se investigar os saberes em ação na prática docente no ensino de Matemática a alunos surdos incluídos em uma escola com alunos ouvintes. Direcionados pela pergunta norteadora que saberes os professores desenvolvem para incluir o aluno surdo nas aulas de Matemática com alunos ouvintes na Escola Regular? Buscaram-se respostas nos dados coletados em uma escola que atua nas séries iniciais, no Município de Belém-Pa, em uma turma de 4ª série, com 25 alunos, 20 ouvintes e 05 surdos incluídos. Os sujeitos informantes foi a professora regente da turma (PR), a professora itinerante que atende a turma (PI) e 03 futuros professores de Matemática (FP), alunos da Licenciatura em Matemática da UFPA também envolvidos no processo a partir de um trabalho colaborativo com a pesquisadora e o orientador da pesquisa. Trata-se de um estudo de caso do tipo etnográfico em que foram realizadas: observação participante sistemática e assistemática durante 08 meses, entrevista não estruturada com os 05 sujeitos e análise documental de plano anual, livro didático de Matemática, atividades de aula e diário de bordo dos futuros professores, que foram trianguladas originando eixos de análises para cada sujeito e seus saberes e ainda 03 episódios de sala de aula durante as aulas de fração dos quais foram extraídas 03 categorias que subsidiaram as análises sendo elas: (1) o saber da Língua nas aulas de matemática para alunos surdos incluídos com alunos ouvintes em que os resultados apontam para a importância dos saberes disciplinares / específicos, os curriculares, os experienciais e o saber da reflexão – na - ação como saber público validado evidenciando o saber da língua de sinais como o diferencial da cultura surda, gerou-se 02 subcategorias: 1ª a Língua de Sinais como saber necessário e a Língua Portuguesa Oral como imposição de saber e poder cultural e assim foi possível sinalizar para o conflito de culturas no processo de ensino de Matemática para alunos surdos incluídos na escola de ouvintes; (2) o saber inclusivo, o impacto entre a cultura surda e a cultura ouvinte no mesmo ambiente de aprendizagem, o que sinalizou para a existência de duas escolas no mesmo espaço e situações de aulas que propiciaram a inclusão e a exclusão dos alunos surdos no contexto; (3) o saber da reflexão – na - ação durante as aulas de Matemática a alunos surdos com alunos ouvintes enquanto o constituinte do habitus profissional desde a formação inicial como forma de propiciar a assimilação da diversidade cultural na prática docente.

Interpretação e comunicação em ambientes de aprendizagem gerados pelo processo de modelagem matemática

Esta pesquisa teve por objetivo observar, compreender e descrever a produção de sentidos mediante as interações dos alunos entre si, e destes com o professor ao desenvolverem projetos de modelagem matemática. A investigação foi realizada em uma turma de 5ª série de uma Escola de Ensino Fundamental e Médio da Rede Federal de Ensino na cidade de Belém do Pará. A observação participante foi à técnica predominantemente utilizada para a coleta de dados, que foram registrados através do diário de campo, de vídeos-gravações das aulas e áudios capitados nos grupos de alunos, quando desenvolviam as atividades propostas, constituindo assim a metodologia adotada. Desse modo, a pesquisa, de cunho qualitativo, se caracterizou como pesquisa-participante. O referencial teórico que subsidiou a pesquisa foi composto, predominantemente pela filosofia da matemática de Ludwig Wittgenstein, que entende o jogo de linguagem como uma forma de vida, ressaltando que a aplicação de regras e seus sentidos fazem parte desse jogo; o conceito de resíduo de Gilles-Gaston Granger, que se refere aos significados que estão além do texto matemático formal, ou seja, os aspectos que escaparam da malhas da rede lingüística; o conceito da educação matemática crítica, que se refere aos aspectos políticos da educação matemática e que traz para o debate, questões ligadas ao tema poder, que refletem nas interações entre os sujeitos no ato cognoscitivo, estabelecendo padrões de comunicação; além dos autores que tratam da modelagem matemática no ensino. As análises apontam para possibilidades de produção de ambientes de aprendizagem apropriados para transitar um padrão de comunicação que desempenhe sua função primordial em situação de ensinoaprendizagem: a comunicação através da linguagem ou dos jogos de linguagem.

Sentimento de semelhança: poéticas visuais de interconexões em arte e matemática

O presente trabalho trata de uma experiência piloto de uma sequencia didática, envolvendo fazeres da arte que comungam os conceitos artísticos e matemáticos de semelhança com alunos de uma turma de 8ª série do ensino fundamental com objetivo de desenvolver um sentimento matemático de semelhança por meio do fazer artístico, motivado na proposta Triangular em Arte, na Matemática Humanística e nos pressupostos da teoria dos Campos Conceituais de Vergnaud. O estudo revela que a matemática considerada no domínio inteligível razão; e a arte no domínio sensível emoção, mostram-se, nesse caso, inseparáveis para a construção do sentimento de semelhança matemático como desejado.

Análise cladística e descrição de um grupo novo de espécies de Edessa (Heteroptera, Pentatomidae, Edessinae)

A subordem Heteroptera, é o maior táxon dentre os hemimetábolos, composta por sete infraordens, 23 superfamílias e 80 famílias. Dentre estas, Pentatomidae é a quarta família mais numerosa e diversa entre os heterópteros, possuindo 4.100 espécies distribuídas em 760 gêneros e em sete subfamílias. Edessinae possui atualmente cerca de 290 espécies distribuídas em seis gêneros: Edessa, Brachystethus, Peromatus, Olbia, Pantochlora e Doesburgedessa. De todos estes gêneros, Edessa é o que possui o maior número de espécies e o que concentra quase a totalidade dos problemas taxonômicos e nomenclaturas da subfamília. Devido ao seu tamanho, a revisão está sendo feita em partes, a partir do estudo de grupos de espécies unidos por possíveis sinapomorfias. Assim o objetivo geral do trabalho é propor e descrever um novo grupo de espécies com base em uma análise cladística. Para o estudo foram examinados 114 exemplares pertencentes a instituições nacionais e internacionais e a coleções particulares. As descrições seguem um modelo tradicional também usado para Edessinae. São apresentadas medidas e fotografias das espécies, desenhos do processo metasternal e genitália de ambos os sexos, chave dicotômica e mapa de distribuição. Para a analise cladística, foram levantados 22 caracteres morfológicos polarizados através do método do grupo externo, composto pelas espécies: Tibilis sp., Neotibilis fulvicornis, Brachystethus cribrus, Pantochlora vivida, Olbia elegans, Peromatus sp., Doesburgedessa elongatispina, Edessa cervus e Edessa affinis. Através do programa NONA foi obtida uma única árvore mais parcimoniosa, com 30 passos, índice de Consistência de 0,93 e índice de Retenção de 0,97. Com base nessa análise, o monofiletismo do grupo de espécie é confirmado. Assim, o grupo stolida aqui proposto é formado por quatro espécies já descritas Edessa stolida (Linnaeus, 1758), Edessa heymonsi Breddin, 1904, Edessa verhoeffi Breddin, 1904 e Edessa paravinula Barber, 1935 e por cinco espécies novas. O grupo stolida de Edessa é reconhecido pela presença de uma expansão que se projeta da margem lateral da face posterior do segmento X; região mediana do parâmero com uma projeção de formato triangular; ausência de uma faixa ou de tufo de pelos na face posterior do segmento X e gonapófise 8 esclerotizada. As espécies do grupo stolida são muito parecidas externamente e sua identificação só pode ser feita através da análise da genitália externa de ambos os sexos. A análise cladística apóia a idéia tradicional e o grupo stolida deve ser considerado parte do subgênero Hypoxys de Edessa. A topologia do cladograma resultante é (Tibilis sp. + Neotibilis fulvicornis (Brachystethus cribus (Pantochlora vivida ((Doesbuergedessa elongatispina + Edessa cervus (Peromatus sp. + Olbia elegans)) (Edessa affinis ((Edessa sp. nov 3 + Edessa sp. nov 3a) ((Edessa sp. nov 2 (Edessa verhoeffi + Edessa heymonsi)) (Edessa stolida (Edessa sp. nov 4 (Edessa paravinula + Edessa sp. nov 5))))))))). A fêmea de Edessa stolida e o macho de Edessa verhoeffi são descritos pela primeira vez neste trabalho. Os registros de distribuição das espécies são ampliados.

Eficiência de diferentes abordagens metodológicas e caracterização das associações macrobentônicas estuarinas da zona costeira amazônica

As associações macrobentonicas estuarinas de regiões costeiras amazônicas foram caracterizadas usando diferentes aberturas de malha e profundidades de amostragem. As amostragens aconteceram na ilha de Algodoal e península de Ajuruteua (PA), nos períodos chuvoso e seco (junho e dezembro de 2007, respectivamente), nos habitats borda do mangue, mangue, areno-lamoso e arenoso. Em cada habitat foram coletadas oito amostras biológicas, utilizando tubo cilíndrico de 0,0079 m², assim como amostras para caracterização do substrato (textura, umidade e concentrações de matéria orgânica), e concentrações de clorofila a e feopigmentos. Cada amostra biológica foi dividida em três estratos (0-5, 5-10 e 10-20 cm), sendo cada estrato peneirado em malhas de 1,0, 0,5, 0,3 e 0,25 mm de abertura. Foram utilizadas técnicas univariadas (ANOVA) e multivariadas (MDS, ANOSIM, SIMPER e BIOENV) para a analise dos dados. A macrofauna foi composta por 68 táxons com dominância de Annelida (Tubificidae e Capitellidae). As malhas de 0,3 e 0,25 mm foram as mais eficientes na retenção de organismos e espécies, enquanto a malha de 1,0 mm perdeu quantidades significativas de organismos, sobretudo de Tubificidae. As amostras coletadas a 10 e 20 cm de profundidade não diferiram significativamente quanto numero de táxons e organismos. Foram observadas variações espaciais significativas na estrutura da macrofauna entre habitats em ambos os locais e ocasiões de amostragem, com densidade e riqueza superiores nos habitats lamosos. As variáveis ambientais mais correlacionas com a fauna foram a quantidade de argila, a concentração orgânica e o teor de umidade nos sedimentos. Foi possível concluir que: 1. A fauna bentônica na ilha de Algodoal e península de Ajuruteua foi composta por poucos táxons, sendo eles tipicamente estuarinas e de pequenas dimensões, dominada por Annelida; 2. para a caracterização da macrofauna bentônica e necessário a tomada de amostras somente ate a profundidade de 10 cm de sedimento e o peneiramento em malha de 0,3 mm de abertura; 3. os habitats lamosos tiveram geralmente maiores densidades e riqueza; 4. apenas na ilha de Algodoal se observou variação temporal na estrutura da macrofauna; 5. a quantidade de argila, feopigmentos e teor de umidade nos sedimentos foram os principais fatores responsáveis pela estruturação da fauna.

Em outras margens do atlântico: tráfico negreiro para o estado do Maranhão e Grão-Pará (1707-1750)

A presente dissertação analisa o tráfico negreiro para o Estado do Maranhão e Grão-Pará durante o reinado de D. João V. Baseando-se em documentos arquivistas, compreende-se que o tráfico constituiu um negócio de base triangular com forte apoio da Coroa portuguesa ao financiar e proporcionar a estrutura necessária ao comércio de almas, principalmente no período em que a região foi abalada pelas epidemias de varíola que mataram muitos indígenas. Nesse momento, os moradores e as autoridades discursavam sobre a importância do africano para o crescimento econômico da região amazônica, fato examinado nos constantes pedidos de escravos como alternativa para suprir a carência de mão-de-obra que a região vivenciava. Esta dissertação analisa também a participação desses escravos como trabalhadores dos engenhos de açúcar e aguardente, trabalhadores domésticos, construtores civis e como barbeiros-sangradores. Propõe-se que esses indivíduos, ao lado de outras categorias sociais, como mulatos, cafuzos e principalmente indígenas, em muitos momentos construíram espaços de autonomias.

Propriedades magnéticas de nanoestruturas adsorvidas em superfícies metálicas

Neste trabalho, utilizamos o método de primeiros princípios RS-LMTO-ASA (Real Space – Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation) baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT - Density Functional Theory) e implementado para o cálculo de estruturas magnéticas não-colineares, para investigar as propriedades magnéticas de nanoestruturas adsorvidas em superfícies metálicas. Consideramos aglomerados com diferentes geometrias e tamanhos como adátomos, dímeros, trímeros, nanofios e nanoestruturas de geometria triangular de Fe, Fe-Co e Fe-Pt adsorvidos sobre a superfície de Pt(111) e tratamos também nanoestruturas de Mn sobre a superfície de Ag(111). Mostramos que os nanofios de Fe-Co sobre a superfície de Pt(111) apresentam um ordenamento ferromagnético. Devido à redução do número de coordenação presente na superfície, os momentos de spin e orbital nos sítios de Fe e Co mostram-se elevados comparados com os respectivos valores dos momentos destes metais como bulk. Analisamos também como estes momentos variam em função da concentração destes elementos nos nanofios. Para os sistemas compostos por nanofios Fe-Pt adsorvidos em Pt(111), mostramos que é possível sintonizar as interações de troca entre os adátomos magnéticos Fe através da introdução de um diferente número de átomos Pt para ligá-los. Por exemplo, a interação de troca entre os adátomos de Fe pode ser consideravelmente aumentada pela introdução de cadeias de Pt que os conectem e tanto configurações ferromagnéticas, antiferromagnéticas ou não-colineares entre os adátomos de Fe podem ser estabilizadas, dependendo da espessura do espaçador Pt. Para os aglomerados Mn sobre a Ag(111) mostramos que a interação de troca entre os sítios de Mn depende não somente da distância entre os átomos, mas também do número de coordenação de cada sítio. Desta forma, verificamos um magnetismo não-colinear nestas nanoestruturas causado tanto por frustração geométrica, quanto pela competição de interações de curto e longo alcance. Nossos resultados estão em boa concordância com os resultados experimentais da literatura e com os resultados teóricos obtidos por outros métodos, quando existentes.

Propriedades magnéticas de nanoestruturas de metais de transição 3d adsorvidas na superfície de Pt(111)

Neste trabalho, utilizamos o método de primeiros princípios, RS-LMTO-ASA (“Real Space - Linear Muffin-Tin Orbital - Atomic Sphere Approximation”), baseado na Teoria do Funcional da Densidade (DFT) e implementado para o cálculo de estruturas magnéticas não-colineares, para investigar as propriedades magnéticas de nanoestruturas de metais de transição 3d (Cr, Mn, Fe, Co e Ni) adsorvidas na superfície de Pt(111). Diferentes geometrias como adátomos, dímeros, trímeros, fios lineares e zig-zag foram consideradas e, o tamanho dos aglomerados foi variado de 2 a 7 átomos. Mostramos que os aglomerados de Fe, Co e Ni sobre a superfície de Pt(111), para todas as geometrias simuladas, apresentam um ordenamento ferromagnético. Devido à redução do número de coordenação presente na superfície, os momentos de spin e orbital nos sítios de Fe, Co e Ni, para as diferentes geometrias, mostram-se elevados comparados com os respectivos valores dos momentos destes metais como bulk. Para os glomerados de Cr e Mn mostramos que a interação de troca antiferromagnética entre primeiros vizinhos leva a um ordenamento antiferromagnético colinear no caso de geometrias lineares. No entanto, se o antiferromagnetismo é frustrado por restrição geométrica imposta aos aglomerados pela superfície triangular do substrato, obtém-se um comportamento magnético não-colinear para aglomerados de Cr e Mn sobre a Pt(111). Nossos resultados estão em boa concordância com os resultados experimentais da literatura e com os resultados teóricos obtidos por outros métodos, quando existentes.

Análises cromatográficas por CLAE-DAD, termogravimétricas e morfo-anatômicas de amostras comerciais de Echinodorus macrophyllus (Kunth) Micheli (Chapéu-de-couro)

Para o controle de qualidade da amostra comercial de Echinodorus macrophyllus, foram realizadas análises botânicas, farmacognósticas e físico-químicas. Para realização dos cortes anatômicos foi reidratado, seccionado com lâmina de aço e fixado em lâminas semi-permanentes. Os cortes foram clarificados em NaClO a 20% e corados com azul-de-astra seguido de fucsina básica. Em secção transversal as epidermes são unisseriadas, com células de formatos retangulares, heterodimensionais, paredes lisas e fina cutícula. Para realização da termogravimetria foi utilizada tanto a droga quanto o extrato seco em razão de aquecimento de 5, 10 e 15 graus Celsius. A cromatografia foi feita em HPLC e a amostra utilizada foi proveniente de cromatografia em coluna e eluída por gradiente com metanol e água ácida. O tecido paliçádico é constituído por duas camadas de células. As células do parênquima esponjonso têm paredes delgadas, heterodimensionais, formatos variados e espaços intercelulares bem desenvolvidos. A folha é anfiestomática com estômatos paracíticos. O pecíolo, em secção transversal, tem forma triangular a hexagonal. A epiderme é uniestratificada com células de formato poligonal, paredes lisas, grande quantidade de aerênquimas onde, algumas vezes, ocorrem diafragmas. As amostras da lâmina foliar têm características da espécie E. macrophyllus, porém a anatomia do pecíolo mostrou-se diferente dos descritos para a espécie, o que indica pertencer ao gênero Echinodorus, no entanto sugere possível contaminação do material fornecido com outras espécies vegetais. As análises termogravimétricas contribuíram bastante para estabelecer parâmetros e caracterizar a amostra.

Modelagem 1D e 2,5D de dados do método CSEM marinho em meios com anisotropia transversal inclinada

Neste trabalho apresentamos a solução do campo eletromagnético gerado por um dipolo elétrico horizontal em meios transversalmente isotrópicos com eixo de simetria vertical (TIV) e com eixo de simetria inclinado (TII). Para modelos unidimensionais, o campo eletromagnético foi obtido por duas metodologias distintas: (1) solução semi-analítica das equações de Maxwell com auxílio de potenciais vetores no caso TIV e (2) em modelos com anisotropia transversal inclinada o campo eletromagnético foi separado em primário e secundário, e então, o campo secundário foi calculado pelo método de elementos finitos no domínio (k_x, k_y, z) da transformada de Fourier. Para estruturas bidimensionais, foi aplicada a mesma metodologia usado nos modelos TII unidimensionais, onde o campo secundário foi calculado pelo método de elementos finitos no domínio (x, k_y, z), da transformada de Fourier, com a utilização de malhas não estruturadas para discretização dos modelos. Estas respostas foram usados para avaliar os efeitos da anisotropia elétrica nos dados CSEM marinho 1D e 2,5D.

Análise de resolução em tomografia interpoços em 3-D

A aplicação de métodos de inversão aos dados de múltiplos levantamentos sísmicos interpoços permite a reconstrução de modelos de vagarosidade em 3-D de alta resolução adequados para monitoramento de processos de recuperação avançada de petróleo e caracterização de reservatórios. Entretanto, a falta de cobertura volumétrica uniforme de raios de levantamentos interpoços exige informação adicional ao sistema tomográfico para obtenção de soluções estáveis. A discretização do modelo em uma malha 3-D com células prismáticas triangulares e a decomposição em valores singulares são utilizadas para avaliar a reconstrução tomográfica em 3-D. O ângulo da projeção de modelos-alvo no subespaço ortogonal ao espaço nulo efetivo da matriz tomográfica é um critério adequado para se otimizar a malha de discretização do modelo interpretativo e a geometria de aquisição dos dados de modo a melhorar o condicionamento da reconstrução tomográfica. Esta abordagem pode ser utilizada durante as iterações lineares para redefinir a malha ou avaliar a necessidade de informação a priori adicional ao sistema tomográfico.

Os efeitos Delaware e Groningen: um estudo quantitativo por elementos finitos

Os efeitos Delaware e Groningen são dois tipos de anomalia que afetam ferramentas de eletrodos para perfilagem de resistividade. Ambos os efeitos ocorrem quando há uma camada muito resistiva, como anidrita ou halita, acima do(s) reservatório(s), produzindo um gradiente de resistividade muito similar ao produzido por um contato óleo-água. Os erros de interpretação produzidos têm ocasionado prejuízos consideráveis à indústria de petróleo. A PETROBRÁS, em particular, tem enfrentado problemas ocasionados pelo efeito Groningen sobre perfis obtidos em bacias paleozóicas da região norte do Brasil. Neste trabalho adaptamos, com avanços, uma metodologia desenvolvida por LOVELL (1990), baseada na equação de Helmholtz para H_Φ, para modelagem dos efeitos Delaware e Groningen. Solucionamos esta equação por elementos finitos triangulares e retangulares. O sistema linear gerado pelo método de elementos finitos é resolvido por gradiente bi-conjugado pré-condicionado, sendo este pré-condicionador obtido por decomposição LU (Low Up) da matriz de stiffness. As voltagens são calculadas por um algoritmo, mais preciso, recentemente desenvolvido. Os perfis são gerados por um novo algoritmo envolvendo uma sucessiva troca de resistividade de subdomínios. Este procedimento permite obter cada nova matriz de stiffness a partir da anterior pelo cálculo, muito mais rápido, da variação dessa matriz. Este método permite ainda, acelerar a solução iterativa pelo uso da solução na posição anterior da ferramenta. Finalmente geramos perfis sintéticos afetados por cada um dos efeitos para um modelo da ferramenta Dual Laterolog.

Modelagem 2,5D por elementos finitos dos efeitos da topografia do terreno sobre dados obtidos com o método eletromagnético a multifrequência

Este trabalho consiste em realizar a modelagem, via elementos finitos (EF) 2,5D, do efeito da topografia do terreno sobre dados obtidos com o método eletromagnético a multi-frequência (EMMF). Este método usa como fonte uma grande espira quadrada de corrente elétrica com centenas de metros de lado, e como receptores, bobinas posicionadas na horizontal em alinhamento com o transmissor. A subsuperfície é representada por heterogeneidades bidimensionais imersas em um meio horizontalmente estratificado. A formulação, partindo das equações de Maxwell, é desenvolvida a partir da separação do campo eletromagnético em primário (campos no hospedeiro multi-estratificado) e secundário (diferença entre o campo total e o primário). O domínio discretizado é descrito por uma malha não estruturada, com elementos triangulares. Para calcular as componentes derivadas da solução de elementos finitos, em um determinado nó da malha, foi usada a média aritmética das derivadas das funções bases de EF em torno daquele nó. O código de modelagem construído permite quantificar e analisar como os gradientes topográficos influenciam as medidas dos campos eletromagnéticos gerados. A aplicação é a avaliação dessas influências sobre a componente radial do campo da espira na superfície terrestre, que é a componente empregada no método eletromagnético a multi-frequência (EMMF).