Propriedades magnéticas de nanopartículas de ferro em substratos antiferromagnéticos

The effect of finite size on the magnetic properties of ferromagnetic particles systems is a recurrent subject. One of the aspects wide investigated is the superparamagnetic limit where the temperature destroys the magnetic order of ferromagnetic small particles. Above the block temperature the thermal value of the magnetic moment of the particle vanishes, due to thermal fluctuations. The value of the blocking temperature diminishes when the size of the particle is reduced, reflecting the reduction of the anisotropy energy barrier between the uniform states along the uniaxial axis. The increasing demand for high density magnetic media has recently attracted great research interest in periodic arrangements of nanometric ferromagnetics particles, approach in the superparamagnetic limit. An interesting conjecture is the possibility of stabilization of the magnetic order of small ferromagnetic particles (F) by interface coupling with antiferromagnetic (AF) substrate. These F/AF systems may also help to elucidate some details of the effect of exchange bias, because the effect of interface roughness and the paper of domain walls, either in the substrate or the particle, are significantly reduced. We investigate the magnetic phases of small ferromagnetic particles on a antiferromagnetic substrate. We use a self-consistent local field method, incorporating the interface field and the dipole interaction between the spins of the ferromagnetic particle. Our results indicate that increasing the area of the interface favors the formation of the uniform state. Howere above a critical height value appears a state non-uniform is formed where the spins of in the particle s free surface are rotated with respect to the interface spins direction. We discuss the impact of the competition between the dipolar and interface field on the magnetic charge, that controls the field of flux leakage of the particle, and on the format of the hysteresis curves. Our results indicate that the liquid magnetic charge is not a monotonically increasing function of the height of the particle. The exchange bias may display anomalous features, induced for the dipolar field of the spins near the F/AF interface

Degradação catalítica de polietileno de alta densidade sobre a zeólita HZSM

In last years it has talked a lot about the environment and the plastic waste produced and discarded. In last decades, the increasing development of research to obtain fuel from plastic material, by catalytic degradation, it has become a very attractive looking, as these tailings are discarded to millions worldwide. These materials take a long time to degrade themselves by ways said natural and burning it has not demonstrated a viable alternative due to the toxic products produced during combustion. Such products could bring serious consequences to public health and environment. Therefore, the technique of chemical recycling is presented as a suitable alternative, especially since could be obtain fractions of liquid fuels that can be intended to the petrochemical industry. This work aims to propose alternatives to the use of plastic waste in the production of light petrochemical. Zeolites has been widely used in the study of this process due to its peculiar structural properties and its high acidity. In this work was studied the reaction of catalytic degradation of high-density polyethylene (HDPE) in the presence HZSM-12 zeolites with different acid sites concentrations by thermogravimetry and pyrolysis coupled with GC-MS. The samples of the catalysts were mixed with HDPE in the proportion of 50% in mass and submitted to thermogravimetric analyses in several heating rates. The addition of solids with different acid sites concentrations to HDPE, produced a decrease in the temperature of degradation of the polymer proportional the acidity of the catalyst. These qualitative results were complemented by the data of activation energy obtained through the non-isothermal kinetics model proposed by Vyazovkin. The values of Ea when correlated to the data of surface acidity of the catalysts indicated that there is a exponential decrease of the energy of activation in the reaction of catalytic degradation of HDPE, in function of the concentration of acid sites of the materials. These results indicate that the acidity of the catalyst added to the system is one of the most important properties in the reaction of catalytic degradation of polyethylene

Construção de um sistema de caracterização das propriedades de transporte de filmes finos pelo efeito Hall

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Sucessão de culturas e sua influência nas propriedades físicas do solo e na produtividade do feijoeiro de inverno irrigado, em diferentes sistemas de manejo do solo

As propriedades físicas do solo podem ser alteradas mediante diferentes sistemas de manejo do solo e cultivo adotados. Assim, o presente trabalho foi desenvolvido em 2003/04, na região de Cerrado do Mato Grosso Sul, em Selvíria (MS), objetivando-se avaliar a produção de massa seca, porcentagem de recobrimento do solo e a influência de sucessões de culturas e sistemas de manejo nas propriedades físicas de um Latossolo Vermelho e na produtividade do feijoeiro de inverno irrigado. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualisados, em esquema de parcelas subdivididas, com quatro blocos. As parcelas foram constituídas pelos sistemas de manejo do solo - grade pesada, escarificador e plantio direto, e as subparcelas por seis sucessões implantadas no verão - milho, milho + mucuna-preta, milho + braquiária, soja, arroz e Crotalaria juncea. A cultura do feijão foi semeada após a colheita/manejo das plantas cultivadas no verão. C. juncea, milho + mucuna-preta, milho + braquiária e milho, independentemente do manejo do solo utilizado, constituem adequadas opções de sucessão de culturas, mediante alta produção de massa seca e recobrimento do solo. No plantio direto, comparado aos demais sistemas de manejo estudados, é causada compactação na camada superficial, mediante redução da macroporosidade. Com exceção da macroporosidade na camada mais superficial (0-0,1 m), as propriedades umidade, macroporosidade, microporosidade e porosidade total do solo não são influenciadas pelos sistemas de manejo do solo. Apesar de efeitos diferentes em alguns componentes de produção do feijoeiro devido a determinado manejo do solo ou sucessão de culturas, isso não repercute na produtividade do feijoeiro de inverno irrigado.

Propriedades físicas de um Latossolo Vermelho sob cultivo de arroz de terras altas em diferentes manejos do solo e água

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Obtenção de polímeros graftizados de quitosana e estudo das propriedades físico-químicas para aplicação na indústria do petróleo

Chitosan is a biopolymer derived from the shells of crustaceans, biodegradable, inexpensive and renewable with important physical and chemical properties. Moreover, the different modifications possible in its chemical structure generate new properties, making it an attractive polysaccharide owing to its range of potential applications. Polymers have been used in oil production operations. However, growing concern over environmental constraints has prompted oil industry to search for environmentally sustainable materials. As such, this study sought to obtain chitosan derivatives grafted with hydrophilic (poly(ethylene glycol), mPEG) and/or hydrophobic groups (n-dodecyl) via a simple (one-pot) method and evaluate their physicochemical properties as a function of varying pH using rheology, small-angle Xray scattering (SAXS), dynamic light scattering (DLS) and zeta potential. The chitosan derivatives were prepared using reductive alkylation under mild reaction conditions and the chemical structure of the polymers was characterized by nuclear magnetic resonance (1H NMR) and CHN elemental analysis. Considering a constant mPEG/Chitosan molar ratio on modification of chitosan, the solubility of the polymer across a wide pH range (acidic, neutral and basic) could only be improved when some of the amino groups were submitted to reacetylation using the one-pot method. Under these conditions, solubility is maintained even with the simultaneous insertion of n-dodecyl. On the other hand, the solubility of derivatives obtained only through mPEG incorporation using the traditional methodology, or with the ndodecyl group, was similar to that of its precursor. The hydrophilic group promoted decreased viscosity of the polymer solutions at 10 g/L in acid medium. However, at basic pH, both viscosity and thermal stability increased, as well as exhibited a pronounced pseudoplastic behavior, suggesting strong intermolecular associations in the alkaline medium. The SAXS results showed a polyelectrolyte behavior with the decrease in pH for the polymer systems. DLS analyses revealed that although the dilute polymer solutions at 1 g/L and pH 3 exhibited a high density of protonated amino groups along the polymer chain, the high degree of charge contributed significantly to aggregation, promoting increased particle size with the decrease in pH. Furthermore, the hydrophobic group also contributed to increasing the size of aggregates in solution at pH 3, whereas the hydrophilic group helped reduce their size across the entire pH range. Nevertheless, the nature of aggregation was dependent on the pH of the medium. Zeta potential results indicated that its values do not depend solely on the surface charge of the particle, but are also dependent on the net charge of the medium. In this study, water soluble associative polymers exhibit properties that can be of great interest in the petroleum industry

Análise da influência do ultrassom de baixa intensidade na região de reparo ósseo em ratos sob ausência de carga

Há evidências de que o ultrassom (US) de baixa intensidade pode acelerar a regeneração óssea. Este trabalho objetivou verificar a ação do US no defeito ósseo, criado experimentalmente em tíbias de ratos sob ausência de carga. Vinte Rattus novergicus albinus, Wistar adultos, divididos em: G1 (n=10), grupo experimental de 15 dias sem suspensão, e G2 (n=10), grupo experimental de 15 dias suspenso pela cauda, foram submetidos à osteotomia em ambas as tíbias e à aplicação do US, frequência de 1,5 MHz, ciclo de trabalho 1:4, 30 mW/cm², nas tíbias direitas por 12 sessões de 20 minutos. Após o sacrifício, as tíbias foram submetidas à análise da Densidade Mineral Óssea (DMO). Os resultados demonstraram DMO de 0,139±0,018 g/cm² para tíbia tratada; 0,131±0,009 g/cm² para tíbia controle no G1; e no G2 registrou-se 0,120±0,009 g/cm² para tíbia tratada e 0,106±0,017 g/cm² para tíbia controle. Houve diferença significante entre os grupos nos quais o G2 apresentou menor DMO, o que demonstra que a suspensão prejudica a manutenção das propriedades ósseas, e entre as tíbias tratadas e controles do G2, demonstrando que o US acelerou o processo de reparo, concluindo que a impossibilidade do estímulo mecânico causada pela não deambulação em um processo de reparo ósseo pode ser minimizada pela ação do US. No G1, a aplicação do US não teve influência significante no aumento da DMO, talvez pelo fato dos animais já terem estímulo mecânico suficiente à formação óssea.

O tráfego de máquinas agrícolas e as propriedades físicas, hídricas e mecânicas de um Latossolo dos Cerrados

No Brasil, o tráfego contínuo e inadequado de rodados de máquinas e a ação da soleira dos implementos sobre áreas agrícolas na região dos Cerrados têm provocado alterações dos atributos físicos e mecânicos dos solos. Com este entendimento, este estudo teve por objetivo avaliar a influência do rodado traseiro e da soleira de implementos agrícolas, usualmente utilizados na região dos Cerrados, sobre a compressibilidade de um Latossolo Vermelho distrófico típico. Os ensaios foram realizados em parcelas preparadas com arado de discos, arado de aivecas, grade aradora e semeadora/adubadora, que, desde novembro de 1994 até à data da amostragem, novembro de 1999, estiveram sob o sistema plantio direto. As alterações na compressibilidade foram avaliadas pela quantificação das pressões de preconsolidação, assim como por algumas propriedades físicas e hídricas (densidade do solo, porosidade e condutividade hidráulica do solo saturado) no momento do preparo e depois da colheita. No momento do preparo, logo depois da passada do rodado e antes que o implemento mobilizasse o solo, o solo foi avaliado em superfície (SP - 0,00 a 0,05 m) e na profundidade média de trabalho (PMT - 0,24 a 0,27 m). A influência da soleira dos implementos foi avaliada logo depois do corte, na profundidade de trabalho abaixo da soleira de cada implemento (PT-SI). Depois da colheita, as amostragens foram repetidas, o que permitiu verificar a influência dos tráfegos subseqüentes. A intensidade de tráfego do rodado e a ação da soleira dos implementos alteraram a compressibilidade, a densidade do solo, a porosidade e condutividade hidráulica do solo saturado do Latossolo Vermelho distrófico nas profundidades: superficial (SP), profundidade média de trabalho (PMT) e profundidade de corte dos implementos (PT-SI). de maneira geral, a passada do rodado traseiro aumentou os valores de pressão de preconsolidação (sigmap) do solo na superfície (SP), enquanto o tráfego subseqüente, necessário ao cultivo, elevou esses valores em subsuperfície, tanto na PMP como em PT-SI. A passada do rodado elevou e reduziu a densidade do solo (Ds) e a macroporosidade, respectivamente, tendo sido o arado de aivecas o implemento que mais modificou essas propriedades. As soleiras dos órgãos ativos do arado de discos e da grade aradora foram as que mais elevaram a pressão de preconsolidação (sigmap), consolidando, portanto, a estrutura do solo na profundidade PT-SI. Com exceção da semeadora/adubadora, a soleira dos órgãos ativos dos demais implementos avaliados reduziram significativamente a condutividade hidráulica do solo saturado (Ks) na profundidade PT-SI, tendo o arado de aivecas se mostrado o implemento mais impactante, seguido da grade aradora e arado de discos.

Degradação de pastagens na Região Amazônica: propriedades físicas do solo e crescimento de raízes

O objetivo deste trabalho foi avaliar: (i) a relação entre a degradação de pastagens de colonião manejadas com queima, e as modificações nas propriedades físicas e morfológicas de um Argissolo Vermelho-Amarelo da Amazônia; (ii) o crescimento radicular de pastagens com diferentes níveis de degradação; (iii) o potencial de recuperação de pastagens degradadas de colonião com a introdução de andropógon. Numa propriedade rural da Região de Marabá, PA, foram estudados quatro tipos de pastagem: pastagem produtiva de colonião (Panicum maximum Jacq.); pastagem de colonião em declínio produtivo; pastagem de colonião degradada (capoeira); pastagem de colonião degradada e recuperada com andropógon (Andropogon gayanus Kunth). Como referência das propriedades do solo antes do desmatamento, estudou-se, também, uma reserva de mata nativa. A queima das pastagens foi prática usual, e apesar disso, estas não foram adubadas. A degradação da pastagem diminuiu a cobertura do solo e o deixou exposto à chuva e ao pisoteio do gado, o que resultou em aumento da densidade do solo na camada superficial e diminuição do grau de floculação da argila e da porosidade total. A diminuição da produção da parte aérea na pastagem degradada foi acompanhada de diminuição do número de raízes no perfil do solo, e da concentração do sistema radicular próximo à superfície. O andropógon demonstrou bom potencial para recuperação das áreas de pastagens degradadas, na Região Amazônica.

Propriedades eletrônicas e estruturais do PbTiO3: teoria do funcional de densidade aplicada a modelos periódicos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Os efeitos de um programa de atividade física de carga progressiva nas propriedades físicas e na força óssea de ratas osteopênicas

Background: Many studies have shown that physical exercises are able to stimulate bone formation and increase bone mass, constituting a therapeutic modality to treat bone loss due to osteoporosis. However, some points about the intensity, duration and frequency of the exercises remain confusing and contradictory. Thus, the aim of this study was to determine the effects of a progressive loading exercise program on femur of osteopenic rats. To induce osteopenia we used the animal model of ovariectomy (OVX). Forty animals was studied and divided into 4 groups: sham-operated sedentary (SS); ovariectomy-sedentary (OS); sham-operated training (ST) and ovariectomy training (OT). The trained groups performed jumps into water: 4 series of 10 jumps each, with an overload of 50% to 80% of the animal's body weight, during 8 weeks. Femora were submitted to a physical properties evaluation, a biomechanical test, calcium and phosphorus content measurement and a morphometric histological evaluation. Results: osteopenic animals showed a decrease of bone strength and lower values of bone weights, bone density and calcium content. The exercised osteopenic rats showed higher values of geometrical, physical properties, bone strength and calcium content compared to controls. The results of the present study indicate that the progressive loading exercise program had stimulatory effects on femora of osteopenic rats. It seems that the intensity and duration of the protocol used produced bone structural adaptations, which contributed to reverse bone loss due to ovariectomy.

Dependência estrutural da capacidade de rotação plástic em vigas de concreto armado

Summary In this work the structural dependence of plastic rotation capacity in RC beams is evaluated using the Finite Element Method. The objective is to achieve a better understanding of the non-linear behavior of reinforced concrete members and perform extensive parameter studies, using a rational model developed by Bigaj [1] to analyze the phenomenon of plastic rotation capacity in reinforced concrete members. It is assumed that only bending failure is relevant due to sufficient member resistance against shear and torsion. The paper begins with the physical and theoretical background of the phenomenon of plastic hinge development in RC structures. Special emphasis is laid on the issue of structural dependence of deformation capacity of plastic hinges in RC members. Member size dependence and influence of properties of construction materials were emphasized as well. The essential components of the Bigajs model for calculating the plastic rotation capacity are discussed. The behaviour of the plastic hinge is analysed taking into account the strain localisation in the damage zones of the hinge region. The Fictitious Crack Model (FCM) and the Compressive Damage Zone Model (CDZ) are adopted in a Fracture Mechanics approach to model the behaviour of concrete in tension and compression, respectively. The approach is implemented in FEMOOP, a FEM in-house solver under development, and applied to evaluate ductility in 2D beams. The models were generated with GiD, a pre-processor and post-processor developed by CIMNE, and analyzed with the capabilities implemented in FEMOOP. © Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona, España 2010.

Alterações da densidade mineral óssea em vértebras de ratos wistar submetidos à ausência de carga nos membros pélvicos

The suspension of rats by the tail model is used to investigate the behavior of bone in animals unable to move around. Bone is an adaptative tissue that develops in structure and function, among other factors, in response to mechanical forces applied to it and metabolic demands that it will suffer. The absence of mechanical forces and deformation of bone that occurs causes a decrease in calcium deposition in the absence of stimuli on osteoblasts and osteocytes, favoring the action of osteoclasts, making bones weak and brittle. Therefore, the mechanical action is necessary to stimulate local bone response and thus provide growth and remodeling. The aim of this study was to evaluable by radiographic densitometry, the tail suspension for 15 and 36 days alter the bone mineral density of cervical vertebrae (C3), thoracic (T6) and lumbar (L1 and L3) of Wistar rats. Thirty Rattus norvegicus albinus, adult, male, Wistar strain, average body mass ± 350g, were divided into 3 groups: control (n = 10) - not suspended; S15 (n = 10) - suspended for 15 days and S36 (n = 10) - suspended for 36 days. For densitometric analysis vertebrae were radiographed, scanned, digitized and analyzed by the computer program ImageJ®. There was a statistically significant increase in bone mineral density in group S15, probably by the restlessness of the animals to the suspension, with a decrease in group S36, and this hypothetically is linked to the accommodation of the rats, concluding that the tail suspension altered bone mineral density in first time with a decrease over time.

Efeito de resíduos vegetais de milheto (Pennisetum americanum) e da calagem em algumas propriedades físicas de um nitossolo vermelho em sistema de semeadura direta

Pós-graduação em Agronomia (Agricultura) - FCA

Aplicação do ultrassom de baixa potência na prevenção de osteopenia em tíbias de ratos sob ausência de carga

Pós-graduação em Ciência Animal - FMVA