Structural and spectroscopic characterization of poly(styrene sulfonate) films doped with neodymium ions

This work reports the structural and spectroscopy characterization of poly(styrene sulfonate) (PSS) films doped with neodymium (Nd) ions. Nd-PSS films were processed using the acid of poly(styrene sulfonate) - H-PSS and neodymium nitrate - Nd(NO(3))(3); the maximum incorporation of Nd ions in the polymeric matrix was equal 19.3%. The absorption in the UV-Vis-NIR spectral region presents typical electronic transitions of Nd 3, ions, with well resolved peaks. The infrared spectra present the transition bands of PSS with characteristic line shape broadening, and the presence of vibrational modes of N-O groups in the range of 1400-720 cm(-1), prove the permanence of Nd(NO(3))(x), with x = 1, 2 and/or 3. in the H-PSS matrix. UV-Vis site selective photoluminescence data indicate that the incorporation of Nd 31 introduces a blue shift in PSS emission (325-800 nm), decreasing the interaction between adjacent PSS lateral groups (aromatic rings). Nd(3+) reabsorption and energy transfer effects between the PSS matrix and Nd(3+) were also observed. The IR emission of Nd-PSS films at 1076 rim ((4)F(3/2) -> (4)I(11/2)) present constant efficiency, independent on Nd(3+) concentration. The Judd-Ofelt theory was employed to analyze radiative properties. The excitation spectra prove the energy transfer between the polymeric matrix and Nd(3+). Complex impedance data was used to probe relaxation processes during the charge transport within the polymeric matrix. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Protein Assembly onto Cationic Supported Bilayers

Cationic supported bilayers on latex are useful to isolate and immobilize oppositely charged proteins as a monomolecular layer over a range of low protein concentrations and particle number densities. Cholera toxin (CT) from Vibrio cholerae, an 87 kDa AB(5) hexameric protein and bovine serum albumin (BSA) self-assembled on dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) supported bilayers with high affinity yielding highly organized and monodisperse particulates at 5 x 10(9) particles/mL, over a range of low protein concentrations (0-0.025 mg/mL BSA or CT). Protein association onto the bilayer-covered polystyrene sulfate (PSS) was determined from adsorption isotherms, dynamic light scattering for size distributions and zeta-potential analysis revealing a monomolecular, thin and highly organized protein layer surrounding each particle with potential for biospecific recognition such as antigen-antibody, receptor-ligand, hybridization of oligonucleotide sequences, all of them important in immunodiagnosis, selective biomolecular chromatographic separations, microarrays design and others.

Interactions between Bacteriophage DNA and Cationic Biomimetic Particles

The interaction between giant bacteriophage DNA and cationic biomimetic particles was characterized from sizing by dynamic light-scattering, zeta-potential analysis, turbidimetry, determination of colloid stability, visualization from atomic force microscopy (AFM), and determination of cytotoxicity against E. coli from colony forming unities counting. First, polystyrene sulfate (PSS) particles with different sizes were covered by a dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) bilayer yielding the so-called cationic biomimetic particles (PSS/DODAB). These cationic particles are highly organized, present a narrow size distribution and were obtained over a range of particle sizes. Thereafter, upon adding lambda, T5 or T2-DNA to PSS/DODAB particles, supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA were obtained and characterized over a range of DNA concentrations and particle sizes (80-700 nm). Over the low DNA concentration range, PSS/DODAB/DNA assemblies were cationic, colloidally stable with moderate polydispersity and highly cytotoxic against E. coli. From DNA concentration corresponding to charge neutralization, neutral or anionic supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA exhibited low colloid stability, high polydispersity and moderate cytotoxicity. Some nucleosome mimetic assemblies were observed by AFM at charge neutralization (zeta-potential equal to zero).

Nanoparticle Platform to Modulate Reaction Mechanism of Phenothiazine Photosensitizers

Herein, we report on the synthesis of photosensitizing nanoparticles in which the generation of different oxidizing species, i.e., singlet oxygen ((1)O(2)) or radicals, was modulated. Sol gel and surface chemistry were used to obtain nanoparticles with specific ratios of dimer to monomer species of phenothiazine photosensitizers (PSs). Due to competition between the reactions involving electron transfer within dimer species and energy transfer from monomer triplets to oxygen, the efficiency of (1)O(2) generation could be controlled. Nanoparticles with an excess of dimer have an (1)O(2) generation efficiency (S(Delta)) of 0.01 while those without dimer have a S, value of 0.4. Furthermore, we demonstrate that the PS properties of the nanoparticles are not subjected to interference from the external medium as is commonly the case for free PSs, i.e., PS ground and triplet states are not reduced by NADH and ascorbate, respectively, and singlet excited states are less suppressed by bromide. The modulated (1)O(2) generation and the PS protection from external interferences make this nanoparticle platform a promising tool to aid in performing mechanistic studies in biological systems. Also, it offers potential application in technological areas in which photo-induced processes take place.

Role of Polyelectrolyte for Layer-by-Layer Compact TiO(2) Films in Efficiency Enhanced Dye-Sensitized Solar Cells

Efficient compact TiO(2) films using different polyeleetrolytes are prepared by the layer-by-layer technique (LbL) and applied as an effective contact and blocking film in dye-sensitized solar cells (DSCs). The polyanion thermal stability plays a major role on the compact layers, which decreases back electron transfer processes and current losses at the FTO/TiO(2) interface. FESEM images show that polyelectrolytes such is sodium sullonated polystyrene (PSS) and sulfonated lignin (SE), in comparison to poly(acrylic acid) (FAA), ensure an adequate morphology for the LbL TiO(2) layer deposited before the mesoporous film, even triter the sintering step at 450 degrees C. The so treated photoanode in DSCs leads to a 30% improvement On the overall conversion efficiency. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is employed to ascertain the role of die compact films with such polyelectrolytes. The significant increase in V(oc) of the solar cells with adequate polyelectrolytes in the LbL TiO(2) films shows their pivotal role in decreasing the electron recombination at the FTO surface and enhancing the electrical contact of FTO with the mesoporous TiO(2) layer.

Layer-by-layer TiO(2) films as efficient blocking layers in dye-sensitized solar cells

Charge recombination at the conductor substrate/electrolyte interface has been prevented by using efficient blocking layers of TiO(2) compact films in dye-sensitized solar cell photoanodes. Compact blocking layers have been deposited before the mesoporous TiO(2) film by the layer-by-layer technique using titania nanoparticles as cations and sodium sulfonated polystyrene, PSS, as a polyanion. The TiO(2)/PSS blocking layer in a DSC prevents the physical contact of FTO and the electrolyte and leads to a 28% increase in the cell`s overall conversion efficiency, from 5.7% to 7.3%. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Using Polycarbonate Membranes as Templates for the Preparation of Au Nanostructures for Surface-Enhanced Raman Scattering

Polycarbonate membranes (PCM) of various pores sizes (400, 200, 100 and 50 nm) were used as templates for gold deposition. The electrodeposition from gold ions resulted in the formation of gold nanotubes when large pores size PCMs (400 and 200 nm) were used. On the other hand, gold nanowires were predominant for the PCMs with smaller pores size (100 and 50 nm). Surface-enhanced Raman scattering (SERS) from the probe molecule 4-mercaptopyridine (4-MPy) was obtained from all these nanostructures. The SERS efficiency of the substrates produced using the PC M templates were compared to two commonly used SERS platforms: a roughened gold electrode and gold nanostructures electrodeposited through organized polystyrene spheres (PSS). The SERS signal of the probe molecule increased as the pore diameter of the PCM template decreased. Moreover, the SERS efficiency from the nanostructures produced using 50 nm PCM templates was four and two times better than the signal from the roughened gold electrode and the PSS template, respectively. The SERS substrates prepared using PCM templates were more homogenous over a larger area (ca. 1 cm(2)), presented better spatial and sample to sample reproducibility than the other substrates. These results show that SERS substrates prepared using PCM templates are promising for the fabrication of planar SERS platforms for analytical/bioanalytical applications.

Centralidade espacial : uma nova operacionalização do modelo baseada em um Sistema de Informações Geográficas

Neste trabalho realizou-se a vinculação entre o Modelo de Centralidade e um Sistema de Informações Geográficas. A motivação para a realização dessa tarefa surgiu do reconhecimento de que as principais ferramentas utilizadas atualmente em análises espaciais urbanas – Modelos Urbanos e SIGs – apresentam sérias limitações, e que sua união em uma nova ferramenta pode superar muitas dessas limitações. Propôs-se então uma estrutura básica de Sistemas de Suporte ao Planejamento (PSS) que fosse capaz de oferecer suporte efetivo às diversas etapas do processo de planejamento. Essa estrutura serve como base de apoio para a construção da nova ferramenta, cujo objetivo foi testar duas hipóteses: a) A união de Sistemas de Informação Geográficas e o Modelo de Centralidade pode aumentar a qualidade de análises espaciais urbanas, através de aspectos como visualização e precisão dos resultados, e rapidez, facilidade e flexibilidade na realização das análises. b) Sistemas de Informações Geográficas podem contribuir para operacionalizar novos aportes teóricos no Modelo de Centralidade, principalmente através das capacidades de manipulação de elementos espaciais A ferramenta foi construída através de rotinas de personalização do ArcView (scripts), em conjunto com módulos analíticos externos, em forma de DLL, construídos em Delphi. Os scripts se encarregam de compilar os dados necessários à análise de Centralidade, referentes ao traçado e à quantidade e qualidade das formas edificadas, e alimenta o módulo analítico com as informações necessárias. Este as processa e retorna os resultados aos scripts, que então preenchem as tabelas de atributos referentes às unidades espaciais, deixando-as prontas para serem submetidas aos procedimentos de geração de mapas e cruzamentos de dados usualmente realizadas pelos SIGs “comuns”. Para testar a hipótese “a”, realizou-se um estudo de caso na cidade de Pato Branco (PR) para avaliar o desempenho da ferramenta quando aplicada a uma situação próxima da realidade. O desempenho da ferramenta mostrou-se bastante satisfatório, quando comparado com o método tradicional de análise da Centralidade. A organização dos dados foi beneficiada, assim como o tempo de realização das análises, aumentando a flexibilidade para a realização de testes com diferentes configurações. Para testar a hipótese “b”, propôs-se uma pequena alteração no Modelo de Centralidade, que atribuiu pesos diferenciados às conexões entre elementos espaciais, como forma de tentar superar algumas das limitações das representações utilizadas até o momento. Dessa forma, os ângulos entre os trechos de logradouros passaram a definir custos diferenciados entre trechos, que por sua vez influenciavam na determinação dos caminhos mínimos entre trechos, dado essencial para o conceito de Centralidade Ficou provado então que é possível operacionalizar novos aportes teóricos ao modelo de Centralidade utilizando as capacidades de manipulação de dados espaciais oferecidas pelos SIGs, ainda que a validade do aporte utilizado neste trabalho não tenha sido testada. Outras conclusões do estudo são a adequação da estrutura modular da ferramenta, a necessidade de bases de dados completas e adequadas desde o ponto de vista do modelo de dados, e o reconhecimento de um vasto campo de experimentações a serem feitas como evolução natural das idéias apresentadas aqui.

Economia solidária, saúde mental e trabalho em uma cooperativa de confecção de Porto Alegre

A organização do trabalho apresenta-se como um elemento particular nos espaços de trabalho. No sistema capitalista, muitas pesquisas analisaram e descreveram a relação entre a organização do trabalho e os danos à saúde mental dos trabalhadores. No Brasil, atualmente, as transformações que o trabalho vem sofrendo impulsionaram novas propostas para gerar emprego e renda a um grande número de trabalhadores, desempregados, fora do mercado formal de trabalho. Esses trabalhadores encontraram a reinserção social através de experiências econômicas de caráter solidário. Mas o trabalho solidário somente é possível com novas formas de organização do trabalho e de relação com a produção. Essas formas, para tornarem-se uma organização econômica inovadora, devem construir também uma nova relação com a saúde e o trabalho, possibilitando uma organização autogestionável, controlada pelos trabalhadores. Esta pesquisa aborda as vinculações entre o prazer e/ou sofrimento e a organização do trabalho no cotidiano dos(as) trabalhadores(as) de uma cooperativa. Como proposta do estudo articulamos uma interpretação macrossocial com uma análise microssocial nas atividades de corte, costura e serigrafia desenvolvidas no empreendimento solidário. Obtivemos, como considerações finais, a identificação dos trabalhadores com o cooperativismo, bem como a possibilidade das relações solidárias e do gerenciamento transformando o sofrimento em prazer, favorecendo a saúde mental através da rediscussão constante da organização do trabalho e da criação de novos modos de viver o trabalho.

Projetos de controladores para sistemas de potência utilizando LMI'S

A presente dissertação tem como objetivo estudar e aprimorar métodos de projetos de controladores para sistemas de potência, sendo que esse trabalho trata da estabilidade dinâmica de sistemas de potência e, portanto, do projeto de controladores amortecedores de oscilações eletromecânicas para esses sistemas. A escolha dos métodos aqui estudados foi orientada pelos requisitos que um estabilizador de sistemas de potência (ESP) deve ter, que são robustez, descentralização e coordenação. Sendo que alguns deles tiveram suas características aprimoradas para atender a esses requisitos. A abordagem dos métodos estudados foi restringida à análise no domínio tempo, pois a abordagem temporal facilita a modelagem das incertezas paramétricas, para atender ao requisito da robustez, e também permite a formulação do controle descentralizado de maneira simples. Além disso, a abordagem temporal permite a formulação do problema de projeto utilizando desigualdades matriciais lineares (LMI’s), as quais possuem como vantagem o fato do conjunto solução ser sempre convexo e a existência de algoritmos eficientes para o cálculo de sua solução. De fato, existem diversos pacotes computacionais desenvolvidos no mercado para o cálculo da solução de um problema de inequações matriciais lineares. Por esse motivo, os métodos de projeto para controladores de saída buscam sempre colocar o problema na forma de LMI’s, tendo em vista que ela garante a obtenção de solução, caso essa solução exista.

Síntese citrato-hidrotermal e caracterização eletroquímica de LSCF para aplicação como catodo em célula a combustível de temperatura intermediária

The lanthanum strontium cobalt iron oxide (La1-xSrxCo1-yFeyO3 LSCF) is the most commonly used material for application as cathode in Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs), mainly due to their high mixed ionic electronic conductivity between 600 and 800ºC. In this study, LSCF powders with different compositions were synthesized via a combination between citrate and hydrothermal methods. As-prepared powders were calcined from 700 to 900°C and then characterized by X-ray fluorescence, X-ray diffraction, thermal analyses, particle size analyses, nitrogen adsorption (BET) and scanning electronic microscopy. Films of composition La0,6Sr0,4Co0,2Fe0,8O3 (LSCF6428), powders calcined at 900°C, were screen-printed on gadolinium doped ceria (CGO) substrates and sintered between 1150 and 1200°C. The effects of level of sintering on the microstructure and electrochemical performance of electrodes were evaluated by scanning electronic microscopy and impedance spectroscopy. Area specific resistance (ASR) exhibited strong relation with the microstructure of the electrodes. The best electrochemical performance (0.18 ohm.cm2 at 800°C) was obtained for the cathode sintered at 1200°C for 2 h. The electrochemical activity can be further improved through surface activation by impregnation with PrOx, in this case the electrode area specific resistance decreases to values as low as 0.12 ohm.cm2 (800°C), 0.17 ohm.cm2 (750°C) and 0.31 ohm.cm2 (700°C). The results indicate that the citrate-hydrothermal method is suitable for the attainment of LSCF particulates with potential application as cathode component in intermediate temperature solid oxide fuel cells (IT-SOFCs)

Image processing algorithm for the identification of Martian dust devil tracks in MOC and HiRISE images

This paper presents a method for automatic identification of dust devils tracks in MOC NA and HiRISE images of Mars. The method is based on Mathematical Morphology and is able to successfully process those images despite their difference in spatial resolution or size of the scene. A dataset of 200 images from the surface of Mars representative of the diversity of those track features was considered for developing, testing and evaluating our method, confronting the outputs with reference images made manually. Analysis showed a mean accuracy of about 92%. We also give some examples on how to use the results to get information about dust devils, namelly mean width, main direction of movement and coverage per scene. (c) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A layer-by-layer film of chitosan in a taste sensor application

Chitosan is alternated with sulfonated polystyrene (PSS) to build layer-by-layer (LBL) films that are used as sensing units in an electronic tongue. Using impedance spectroscopy as the principle method of detection, an array using chitosan/PSS LBL film and a bare gold electrode as the sensing units was capable of distinguishing the basic tastes - salty, sweet, bitter, and sour - to a concentration below the human threshold. The suitability of chitosan as a sensing material was confirmed by using this sensor to distinguish red wines according to their vintage, vineyard, and brands.