Monte Carlo thermodynamic and structural properties of the TIP4P water model: dependence on the computational conditions

Classical Monte Carlo simulations were carried out on the NPT ensemble at 25°C and 1 atm, aiming to investigate the ability of the TIP4P water model [Jorgensen, Chandrasekhar, Madura, Impey and Klein; J. Chem. Phys., 79 (1983) 926] to reproduce the newest structural picture of liquid water. The results were compared with recent neutron diffraction data [Soper; Bruni and Ricci; J. Chem. Phys., 106 (1997) 247]. The influence of the computational conditions on the thermodynamic and structural results obtained with this model was also analyzed. The findings were compared with the original ones from Jorgensen et al [above-cited reference plus Mol. Phys., 56 (1985) 1381]. It is notice that the thermodynamic results are dependent on the boundary conditions used, whereas the usual radial distribution functions g(O/O(r)) and g(O/H(r)) do not depend on them.

Termodinâmica estatística de líquidos com o método de Monte Carlo. II. O líquido clorofórmio

Thermodynamic properties and radial distribution functions for liquid chloroform were calculated using the Monte Carlo method implemented with Metropolis algorithm in the NpT ensemble at 298 K and 1 atm. A five site model was developed to represent the chloroform molecules. A force field composed by Lennard-Jones and Coulomb potential functions was used to calculate the intermolecular energy. The partial charges needed to represent the Coulombic interactions were obtained from quantum chemical ab initio calculations. The Lennard-Jones parameters were adjusted to reproduce experimental values for density and enthalpy of vaporization for pure liquid. All thermodynamic results are in excelent agreement with experimental data. The correlation functions calculated are in good accordance with theoretical results avaliable in the literature. The free energy for solvating one chloroform molecule into its own liquid at 298 K and 1 atm was computed as an additional test of the potential model. The result obtained compares well with the experimental value. The medium effects on cis/trans convertion of a hypotetical solute in water TIP4P and chloroform solvents were also accomplished. The results obtained from this investigation are in agreement with estimates of the continuous theory of solvation.

Redes neurais e suas aplicações em calibração multivariada

Neural Networks are a set of mathematical methods and computer programs designed to simulate the information process and the knowledge acquisition of the human brain. In last years its application in chemistry is increasing significantly, due the special characteristics for model complex systems. The basic principles of two types of neural networks, the multi-layer perceptrons and radial basis functions, are introduced, as well as, a pruning approach to architecture optimization. Two analytical applications based on near infrared spectroscopy are presented, the first one for determination of nitrogen content in wheat leaves using multi-layer perceptrons networks and second one for determination of BRIX in sugar cane juices using radial basis functions networks.

Aplicação de alguns modelos quimiométricos à espectroscopia de fluorescência de raios-X de energia dispersiva

The objective of this work was to accomplish the simultaneous determination of some chemical elements by Energy Dispersive X-ray Fluorescence (EDXRF) Spectroscopy through multivariate calibration in several sample types. The multivariate calibration models were: Back Propagation neural network, Levemberg-Marquardt neural network and Radial Basis Function neural network, fuzzy modeling and Partial Least Squares Regression. The samples were soil standards, plant standards, and mixtures of lead and sulfur salts diluted in silica. The smallest Root Mean Square errors (RMS) were obtained with Back Propagation neural networks, which solved main EDXRF problems in a better way.

SSPBE: um programa para solução numérica da equação de Poisson-Boltzmann em simetria esférica com modelo de adsorção

A Fortran77 program, SSPBE, designed to solve the spherically symmetric Poisson-Boltzmann equation using cell model for ionic macromolecular aggregates or macroions is presented. The program includes an adsorption model for ions at the aggregate surface. The working algorithm solves the Poisson-Boltzmann equation in the integral representation using the Picard iteration method. Input parameters are introduced via an ASCII file, sspbe.txt. Output files yield the radial distances versus mean field potentials and average molar ion concentrations, the molar concentration of ions at the cell boundary, the self-consistent degree of ion adsorption from the surface and other related data. Ion binding to ionic, zwitterionic and reverse micelles are presented as representative examples of the applications of the SSPBE program.

Estudo da estrutura e da solvatação do HNP-3, um antibiótico natural, por dinâmica molecular

The structure and hydration of the HNP-3 have been derived from molecular dynamics data using root mean square deviation, radial and energy distributions. Three antiparallel beta sheets were found to be preserved. 15 intramolecular hydrogen bonds were identified together with 36 hydrogen bonds on the backbone and 35 on the side chain atoms. From the point of view of the hydration dynamics, the analysis shows a high solvent accessibility of the monomer and attractive interactions with water molecules.

Geoestatística como metodologia para estudar a dinâmica espaço-temporal de doenças associadas a Colletotrichum spp. transmitidos por sementes

Objetivou-se no presente trabalho caracterizar o progresso espaço-temporal da severidade da antracnose do feijoeiro comum e da ramulose do algodoeiro por meio da Geoestatística. Os experimentos foram conduzidos no campo, durante o período das águas, em diferentes épocas. Sementes inoculadas pelo método da restrição hídrica foram semeadas no centro de parcelas experimentais constituindo fonte de inóculo do tipo ponto. Foram realizadas semanalmente seis avaliações da severidade das doenças com base em escalas de notas. Pelos modelos de semivariograma isotrópicos esféricos e gaussianos ajustados aos dados, verificou-se o padrão de distribuição agregado e a dependência espacial de ambos os patossistemas. Com o mapeamento da severidade das doenças pelo método da krigagem ordinária em blocos, verificou-se menor severidade das doenças nos primeiros estádios, com aumento gradual ao longo do tempo. A antracnose apresentou formação inicial de focos de inóculo secundário, além do foco com inóculo inicial, que coalesceram com o tempo. A severidade da ramulose diminuiu gradualmente de forma radial e contínua do centro da parcela para as extremidades, com maior capacidade de infecção de plantas vizinhas, quando comparada à antracnose, possivelmente pela maior agressividade do patógeno e hábito de crescimento arbustivo do algodoeiro.

Efeito da temperatura e de regimes de luz no crescimento do micélio, germinação de conídios e esporulação de Stenocarpella macrospora e Stenocarpella maydis

O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da temperatura (5 a 45 ºC) e do regime de luz no crescimento radial do micélio, na germinação dos conídios e na esporulação (produção de cirros) de Stenocarpella macrospora e de S. maydis. Foram utilizados um isolado monospórico de cada uma das espécies de Stenocarpella obtidos na área experimental da Universidade de Passo Fundo RS, a partir de colmos de milho infectados. A faixa de temperatura entre 23 e 28 ºC proporcionou crescimento do micélio mais rápido para os dois isolados, tanto sob luz contínua como sob fotoperíodo de 12 h. Não se observou crescimento do micélio nas temperaturas de 5 a 45 ºC. Considerando o período de luz, verificou-se que o crescimento do micélio de ambas espécies foi maior no fotoperíodo de 12 h. Os conídios de S. macrospora e S. maydis não germinaram mesmo após 24 h de incubação nas temperaturas de 5 e 45 ºC, independentemente do regime de luz. As temperaturas entre 28 e 33 ºC propiciaram a maior porcentagem de germinação dos conídios de S. maydis, enquanto os conídios de S. macrospora apresentaram maior germinação na faixa de temperatura entre 26 e 29 ºC. Os conídios de ambos isolados apresentaram uma maior velocidade de germinação na presença da luz. Ambos isolados apresentaram maior esporulação em colmos de milho na faixa de temperatura entre 30 e 35 ºC e sob regime de luz contínua.

Microeletrodos: II. Caracterização eletroquímica

Estudou-se o comportamento eletroquímico de microeletrodos de Pt e de suas ligas (Pt-Rh (10%, m/m; Pt-Ir(20%, m/m)), com geometria em forma de disco, explorando diferentes dimesões para os microeletrodos: r e = 30 a 150 mm. Os estudos foram realizados em solução aquosa de KCl 1 mol L-1 contendo [K4Fe(CN)6] 6,00 x 10-3 mol L-1. Foram aplicadas diferentes equações descritas na literatura para a condição de estado estacionário e quase-estacionário. A condição de estado estacionário não foi obtida para nenhum dos eletrodos estudados. A curva média, comumente empregada como representativa da corrente de estado estacionário, somente representou tal condição até a meia-altura das curvas I/E, e ainda para valores de r e 70 mm. O aumento do r e evidenciou uma transição de comportamento de micro para semi-micro eletrodo. Apesar disso, as equações que permitem avaliar a contribuição da corrente difusional e radial para a corrente total do voltamograma aplicaram-se perfeitamente em todo o intervalo de raios utilizado neste trabalho.

Microeletrodos: III. arranjos de microeletrodos, construção e caracterização

Neste trabalho procurou-se descrever detalhadamente o procedimento de preparo de um arranjo de eletrodos com geometria em forma de microdiscos (20,2 < r e < 25,7 mim) e estudar o comportamento eletroquímico desse conjunto de microeletrodos. Foram aplicadas diferentes equações descritas na literatura para a condição de estado estacionário e quase-estacionário e equações para a simulação de voltamogramas em regime estacionário. Para baixas velocidades, v <= 0,1 mV s-1, observou-se uma excelente sobreposição dos voltamogramas cíclicos experimental e simulado, entretanto, velocidades desta ordem de grandeza são pouco práticas do ponto de vista experimental. Observou-se, também para todos os microeletrodos estudados, uma transição da condição de corrente estacionária para quase-estacionária, com o aumento dos valores de v. Equações que permitem avaliar a contribuição das correntes radial e difusional, para a corrente total, ajustam-se perfeitamente as curvas I/E em todo o intervalo de raios dos eletrodos e valores de v empregados. Os voltamogramas obtidos para o arranjo de eletrodos operando na condição de curto circuito apresentou um fator de amplificação de 19 vezes, referente ao sinal obtido a partir de um único microeletrodo. Tal fator confirma a condição de ausência de sobreposição das camadas de difusão dos eletrodos e, portanto, reflete a contribuição individual de cada eletrodo para a corrente total.

Estudo da série iso-eletrônica do átomo de hélio pelo método hiperesférico

Neste trabalho estudamos o espectro da série iso-eletrônica do átomo de hélio utilizando o método hiperesférico adiabático. Este método permite o estudo dos níveis de energia de sistemas atômicos por meio de um conjunto de curvas de potencial, de forma semelhante à aproximação de Born-Oppenheimer para sistemas moleculares. As curvas de potencial são definidas com relação a uma única variável radial, independentemente do número de elétrons do sistema. Desta forma a análise e classificação dos níveis de energia é realizada de forma simples e intuitiva, o que não se observa em métodos como o variacional e Hartree-Fock. O objetivo desta pesquisa é o de descrever o comportamento do estado fundamental de sistemas heliônicos com a variação da carga nuclear. Além do método hiperesférico simplificar muito a análise dos resultados, é um processo ab-initio, cujos erros são limitados apenas pelos truncamentos do número de equações acopladas. Já na sua aproximação mais simples, onde todos os acoplamentos radiais são desprezados, o erro obtido para a energia do estado fundamental é inferior a 1% e com a introdução do acoplamento diagonal o erro cai para cerca de 0.3%. Resultados de grande precisão são obtidos com os acoplamentos não diagonais, atingindo precisões da ordem de 10-3 %.

Efeito de sanificantes no controle pós-colheita da podridão parda (Monilinia fructicola) e da podridão mole (Rhizopus stolonifer) em pêssegos

O objetivo desse trabalho foi avaliar o efeito in vitro e in vivo dos sanificantes cloreto de benzalcônio (Fegatex®), biomassa cítrica (Ecolife40®) e ozônio no controle da podridão parda (Monilinia fructicola) e da podridão mole (Rhizopus stolonifer) em pêssegos das cultivares Aurora, Dourado e Flor da Prince. Cloreto de benzalcônio e biomassa cítrica, aplicados in vitro, ambos na concentração de 1000 mL L-1, inibiram totalmente o crescimento radial (micelial) de M. fructicola, porém nenhum deles foi eficiente no controle de R. stolonifer. Cloreto de benzalcônio aplicado de forma preventiva, na concentração de 3000 mL L-1, reduziu a podridão parda em frutos inoculados sem ferimentos. Quando aplicado de forma curativa em frutos não feridos esse produto foi eficiente em todas as concentrações testadas. Nenhum produto aplicado nos frutos de forma curativa foi eficiente no controle da podridão parda, quando a inoculação do fungo foi realizada através de ferimentos. Nenhum dos produtos foi eficiente no controle da podridão mole. O ozônio (0,1 mL L-1) não foi eficiente no controle das podridões parda e mole.

Controle de Botryosphaeria ribis causador de seca de ponteiro em Corymbia citriodora, com extratos vegetais e fungicidas

A seca de ponteiros é uma doença que vem acarretando danos severos em plantas de eucalipto, causando cancros ao longo do ramo principal. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de fungicidas e extratos vegetais no controle de Botryosphaeria ribis. O teste "in vitro" dos fungicidas foi inteiramente casualizado com oito tratamentos: carbendazim, clorotalonil, difenoconazole, picoxystrobin + ciproconazole, ciproconazole, azoxystrobin, picoxystrobin e testemunha, quatro doses: 1 µg/mL, 10 µg/mL, 100 µg/mL e 1000 µg/mL; com cinco repetições. Após homogeneização do meio foram vertidas para as placas, repicado um disco de meio de cultura contendo o patógeno para estas placas e mantidas em BOD a 25°C por cinco dias. A avaliação foi feita através de medição diária do crescimento radial do micélio em centímetros. O delineamento experimental do controle químico a campo foi em fatorial 5x3, com cinco fungicidas e três métodos de aplicação (poda, pincelado e pulverizado), com quatro repetições. Foram feitas quatro aplicações, com intervalo de quinze dias. Os tratamentos foram: 1. azoxystrobin, 2. carbendazim, 3. clorotalonil + tiofanato-metílico, 4. difenoconazole e 5. testemunha. Simultaneamente foram feitas avaliações seguindo uma escala de notas de 1 a 6. O delineamento experimental do teste "in vitro" dos extratos vegetais foi em fatorial 5x4, com três repetições. Os tratamentos avaliados foram os extratos de: mil folhas, melão de são caetano, eucalipto , álcool e testemunha, nas concentrações de 5, 10, 15 e 20%. Os extratos e o álcool foram misturados ao meio de cultura previamente autoclavado, sendo estes colocados em placas de Petri. A avaliação foi feita através de medição diária do crescimento radial do micélio em centímetros. No teste com mudas o delineamento experimental foi em fatorial 2 x 2 x 4, sendo utilizado no experimento de duas procedências, dois modos de tratamento (preventivo e convencional) e quatro produtos para o controle (extrato de melão de são caetano, extrato de Corymbia citriodora, álcool e água). A inoculação do patógeno foi feita no caule das mudas. Foram feitas aplicações dos produtos e avaliações semanais. A avaliação foi feita através da contagem de plantas doentes. O ingrediente ativo carbendazin foi o que mostrou os melhores resultados "in vitro" diferindo estatísticamente dos outros tratamentos pelo teste Tukey a 1% de probabilidade; seguido pelo clorotalonil e difenoconazole. Todos os ingredientes ativos avaliados mostraram-se superiores a testemunha. A campo, azoxystrobin foi superior aos demais tratamentos e não houve diferença significativa entre os métodos de aplicação. "In vitro", os extratos de mil folhas, melão e eucalipto não diferiram entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. O álcool proporcionou a maior inibição do crescimento micelial e diferiu estatisticamente dos outros tratamentos utilizados. As concentrações de 10, 15 e 20% dos extratos não diferiram entre si, mas foram superiores a concentração de 5%. No teste em mudas, a aplicação preventiva mostrou-se superior a aplicação curativa, sendo que o álcool e o extrato de C. citriodora não diferiram entre si, mas foram superiores ao extrato de melão-de-são-caetano. Todos os produtos foram superiores a testemunha.

Avaliação de algumas propriedades da madeira de Eucalyptus grandis, Eucalyptus saligna e Pinus elliottii

O objetivo deste trabalho foi determinar o rendimento em madeira serrada, bem como a massa específica, contração volumétrica, resistência à flexão estática, resistência à compressão paralela, qualidade da linha de cola e trabalhabilidade das madeiras de Eucalyptus grandis, Eucalyptus saligna e Pinus elliottii. Foram colhidas três árvores de cada uma destas espécies, com idades aproximadas de 50, 40 e 40 anos, respectivamente. De cada árvore foram retiradas três toras, sendo uma na base, uma no meio e uma no topo do fuste. Foram analisadas as variações em algumas propriedades, no sentido medula-casca e no sentido longitudinal. Os resultados mostraram que todas as propriedades físicas e mecânicas variaram dentro da árvore nos sentidos radial e longitudinal. A densidade básica e as resistências à flexão e à compressão aumentaram na direção medula-casca, enquanto a contração volumétrica diminuiu. Portanto, para obtenção de madeiras mais densas, mais estáveis e com maior resistência à flexão e à compressão, é necessária a colheita de árvores mais velhas. Observou-se ainda que as toras da porção média do fuste, de modo geral, apresentaram menores valores para todas as propriedades determinadas do que as da base e do topo. A resistência da linha de cola e a porcentagem de falha na madeira para madeira juvenil e adulta apresentaram pouca diferença em todas as posições no fuste. No ensaio de confecção de espiga e furação para espiga, todas as espécies apresentaram resultados satisfatórios, sem ocorrência de defeitos.

Variação do teor de umidade e da densidade básica na madeira de sete espécies de eucalipto

As variações de umidade e da densidade do lenho das árvores são as principais causas dos defeitos de secagem, como o empenamento e fendilhamento das peças de madeira. Os tipos de madeira presentes em um tronco estão relacionados com as variações dessas duas importantes propriedades físicas. Os gradientes de umidade e da densidade da madeira de sete espécies de eucalipto foram avaliados nas direções radial e longitudinal do tronco de árvores recém-abatidas. Os resultados apontaram uma maior homogeneidade de distribuição de umidade dentro das árvores de E. paniculata e E. citriodora, indicada pelos coeficientes de variação e desvio-padrão. O diferencial de umidade da madeira nas regiões internas do tronco de E. paniculata e E. citriodora foi de 20% e de E. urophylla e E. grandis, de 80%. A densidade básica da madeira aumentou na direção radial do tronco, e cada espécie de eucalipto apresentou um modelo de variação.