Efeito de memória na gravação de informação em PDLCs

Neste trabalho, para a preparação de filmes de PDLC, utilizou-se o cristal líquido E7 comercializado pela Merck, dois oligómeros e um monómero, comercializados pela Sigma-Aldrich (PPGA, PPGMA e DTMP4A) e um monómero sintetizado (PE4MA). Os PDLCs foram obtidos através do método de separação de fases induzida por polimerização utilizando o AIBN como iniciador térmico de polimerização. Foram estudados dois tipos de copolimerização utilizando diferentes proporções em peso de DTMP4A com PPGA e PE4MA com PPGMA. Para caracterizar os PDLCs, utilizaram-se várias técnicas: estudos eletro-óticos (EO) de modo a determinar a resposta de transmitância com a aplicação do campo elétrico, Microscopia de Luz Polarizada (POM) que permitiu observar a distribuição do cristal líquido na rede polimérica antes e depois da aplicação de um campo elétrico, Microscopia Eletrónica de Varrimento (SEM) com o objetivo de estudar a morfologia da rede polimérica e Calorimetria Diferencial de Varrimento (DSC) para a caraterização térmica dos monómeros/oligómeros e dos polímeros. Para testar o aquecimento por efeito de Joule através de uma fonte elétrica, produziram-se células em maior escala. Para tal, foram utilizados dois vidros condutores com uma camada de alinhamento de poli-imida. Estes foram sobrepostos com um espaçamento de 23 μm. As células foram preenchidas com uma amostra que obteve 100% de efeito de memória permanente nas células comerciais (30% (25%PE4MA + 75%PPGMA) /70%E7).

Desenvolvimento de microgéis híbridos para a sua aplicação em tratamentos de hipertermia magnética

A adição de nanopartículas magnéticas a polímeros termossensíveis permite desenvolver sistemas híbridos com possíveis aplicações biomédicas no âmbito do diagnóstico e/ou da terapia. A variedade de aplicações ao nível biomédico advêm da capacidade de resposta a vários estímulos, podendo tornar estes sistemas multifuncionais. O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de microgéis híbridos termossensíveis com capacidade de resposta tanto à temperatura como ao campo magnético aplicado. Os microgéis híbridos sintetizados por polimerização por emulsão sem tensioativo (polimerização por precipitação) são constituídos por poli (N-isopropilacrilamida) (PNIPAAm) reticulado e quitosano (CS), sendo a componente inorgânica composta por nanopartículas magnéticas de óxido de ferro (IONPs), previamente sintetizadas por precipitação química. Foram sintetizados microgéis com diferentes percentagens (%m/m) de CS: 2, 10, 15, 20 e 40; bem como com diferentes percentagens (%m/m) de IONPs: 5 e 10%. Os microgéis sintetizados foram caracterizados de forma a otimizar o seu processo de produção. Para tal foi avaliada a sua estrutura, as propriedades físico-químicas e magnéticas e a capacidade de inchamento dos diferentes microgéis produzidos. Por último, foi avaliado o potencial destes microgéis híbridos funcionarem como agentes de hipertermia magnética. Confirmou-se que os microgéis obtidos apresentam uma morfologia esférica com diâmetros médios inferiores a um micrómetro. A introdução tanto do CS como das IONPs não alterou a termossensíbilidade dos microgéis, embora tenha provocado uma diminuição nas suas capacidades de inchamento. Verificou-se ainda que o encapsulamento das nanopartículas de óxido de ferro não alterou as propriedades superparamagnéticas das mesmas. Estes dados, em conjunto com os resultados de hipertermia magnética, revelam um potencial para a aplicação destes microgéis híbridos em hipertermia magnética.

Caracterização de novas tipologias de fibras sintéticas

Este estudo realizou-se nas instalações da FISIPE e teve como objectivo a caracterização de novas tipologias de fibras, no âmbito do controlo do processo e da qualidade do produto final. Assim, pretendeu-se cumprir os seguintes objectivos: i. Validação da substituição dos viscosímetros de Cannon-Fenske por viscosímetros de Ubbelohde; ii. Caracterização da granulometria para uma nova tipologia de fibra; iii. Caracterização da densidade aparente de um novo polímero; iv. Desenvolvimento de uma técnica de quantificação de comonómeros vinílicos; v. Quantificação da porosidade da fibra de poliacrilonitrilo (PAN). No âmbito do objectivo i., concretizaram-se medições de viscosidade manuais recorrendo a viscosímetros de Ubbelohde. Verificou-se que esta propriedade não influencia os valores de especificação de NSP estabelecidos, pelo que é possível a substituição dos viscosímetros de Cannon-Fenske por viscosímetros de Ubbelohde. Para análise da evolução da granulometria, do novo polímero em estudo, ao longo da reacção de polimerização, variou-se a proporção água/monómero. Não foi possível obter-se uma distribuição de tamanhos de partícula (DTP) monodispersa, pelo que se conclui que nos estudos efectuados não se atingiu o estado estacionário em termos de distribuição granulométrica. A densidade aparente foi medida para avaliação do seu impacto na transferência (por transporte pneumático) e armazenamento do polímero. Este parâmetro é particularmente relevante no dimensionamento dos silos de armazenagem. Verificou-se que o novo polímero tem uma menor densidade aparente e consequentemente ocupa maior volume comparativamente ao polímero padrão. Portanto, silos de armazenagem de dimensão similar aos actuais irão armazenar uma menor quantidade do novo polímero. Estudou-se uma técnica de quantificação de comonómeros vinílicos. Verificou-se que os tempos das reacções e de banho de gelo influenciam os resultados finais, bem como, possivelmente, as condições de armazenagem dos reagentes. Devido à insuficiência de tempo, não foi possível validar o método. A porosidade da fibra de poliacrilonitrilo (PAN) foi caracterizada por picnometria de hélio. Concluiu-se que esta técnica não é sensível a esta análise. Por porosimetria de mercúrio e adsorção de azoto, verificou-se a inexistência de poros abertos na fibra PAN.

Bioactive nanocomposite spheres with proved shape memory capability in bone defects

Bioactive glass nanoparticles (BGNPs) promote an apatite surface layer in physiologic conditions that lead to a good interfacial bonding with bone.1 A strategy to induce bioactivity in non-bioactive polymeric biomaterials is to incorporate BGNPs in the polymer matrix. This combination creates a nanocomposite material with increased osteoconductive properties. Chitosan (CHT) is a polymer obtained by deacetylation of chitin and is biodegradable, non-toxic and biocompatible. The combination of CHT and the BGNPs aims at designing biocompatible spheres promoting the formation of a calcium phosphate layer at the nanocomposite surface, thus enhancing the osteoconductivity behaviour of the biomaterial. Shape memory polymers (SMP) are stimuli-responsive materials that offer mechanical and geometrical action triggered by an external stimulus.2 They can be deformed and fixed into a temporary shape which remains stable unless exposed to a proper stimulus that triggers recovery of their original shape. This advanced functionality makes such SMPs suitable to be implanted using minimally invasive surgery procedures. Regarding that, the inclusion of therapeutic molecules becomes attractive.  We propose the synthesis of shape memory bioactive nanocomposite spheres with drug release capability.3   1.  L. L. Hench, Am. Ceram. Soc. Bull., 1993, 72, 93-98. 2.  A. Lendlein and S. Kelch, Angew Chem Int Edit, 2002, 41, 2034-2057. 3.  Ã . J. Leite, S. G. Caridade and J. F. Mano, Journal of Non-Crystalline Solids (in Press)

Application of acoustic emission technique for bond characterization in FRP-masonry systems

The acoustic emission (AE) technique is used for investigating the interfacial fracture and damage propagation in GFRP-and SRG-strengthened bricks during debonding tests. The bond behavior is investigated through single-lap shear bond tests and the fracture progress during the tests is recorded by means of AE sensors. The fracture progress and active debonding mechanisms are characterized in both specimen types with the aim of AE outputs. Moreover, a clear distinction between the AE outputs of specimens with different failure modes, in both SRG-and GFRP-strengthened specimens, is found which allows characterizing the debonding failure mode based on acoustic emission data.

Probing dispersion and re-agglomeration phenomena upon melt-mixing of polymer-functionalized graphite nanoplates

A one-step melt-mixing method is proposed to study dispersion and re-agglomeration phenomena of the as-received and functionalized graphite nanoplates in polypropylene melts. Graphite nanoplates were chemically modified via 1,3-dipolar cycloaddition of an azomethine ylide and then grafted with polypropylene-graft-maleic anhydride. The effect of surface functionalization on the dispersion kinetics, nanoparticle re-agglomeration and interface bonding with the polymer is investigated. Nanocomposites with 2 or 10 wt% of as-received and functionalized graphite nanoplates were prepared in a small-scale prototype mixer coupled to a capillary rheometer. Samples were collected along the flow axis and characterized by optical microscopy, scanning electron microscopy and electrical conductivity measurements. The as-received graphite nanoplates tend to re-agglomerate upon stress relaxation of the polymer melt. The covalent attachment of a polymer to the nanoparticle surface enhances the stability of dispersion, delaying the re-agglomeration. Surface modification also improves interfacial interactions and the resulting composites presented improved electrical conductivity.

Assessment of the properties to characterize the interface between clay brick substrate and strengthening mortar

The behaviour of masonry elements under in-plane and out-of-plane loads can be improved through the application of strengthening systems based on reinforcing overlays. After strengthening, the transition region between the original substrate and the strengthening layer is especially stressed, and premature failure of the strengthened masonry is reached if insufficient interfacial capacity is assured. Therefore, the assessment of the mechanical behaviour of the interface is critical to the development of the masonry strengthening system based on the application of strengthening overlays. In this research a method for the characterization of the interface behaviour between two different materials, a polypropylene fibre reinforced mortar (PFRM) and a ceramic brick used for masonry construction is presented. Direct shear tests were carried out in couplet specimens. Due to the orthotropic nature of the bricks surface, the shear load was applied along three different directions in order to perform an overall estimation of the interface behaviour. The peak and residual shear stresses, as well as the failure modes, were obtained at different levels of the normal stress. Based on these experimental results constitutive laws were assessed for the simulation of the interface mechanical behaviour based on the Mohr and Mohr-Coulomb failure criteria.

Influência da corrosão no comportamento ao arrancamento de fibras de aço no betão auto-compactável

Quando adicionadas ao betão, a possibilidade de corrosão das fibras de aço , devido à penetração de cloretos e ação da carbonatação, é um parâmetro de durabilidade no betão auto-compactável reforçado com fibras de aço (BACRFA) que requer especial atenção. No BACRFA fendilhado, a corrosão tende a ocorrer nas fibras de aço que atravessam as fissuras, o que pode afetar o seu comportamento à flexão. Deste modo, o estudo do comportamento interfacial fibra/matriz é importante para a compreensão dos efeitos da corrosão das fibras de aço no comportamento mecânico e na durabilidade das estruturas de BACRFA. Com o intuito de avaliar estes efeitos, no presente trabalho desenvolveu-se um ensaio experimental de arrancamento de fibras de aço em BAC fendilhado, sujeitas previamente à ação da corrosão por exposição a um ambiente agressivo de cloretos, sendo a corrosão avaliada por intermédio de técnicas eletroquímicas. Os ensaios eletroquímicos realizados revelaram que a probabilidade de corrosão das fibras de aço num ambiente com cloretos é superior a 90%. No mesmo ambiente, a susceptibilidade para a corros ão das fibras de aço que atravessam uma pseudo-fissura, aumenta com a abertura de fissura provocando um aumento da resistência ao arranque da fibra em BAC fissurado

Matéria orgânica em solos desenvolvidos de rochas máficas no nordeste de Roraima

Solos desenvolvidos de rochas máficas no nordeste de Roraima são cultivados continuamente por populações indígenas em função da boa fertilidade natural. Este trabalho objetivou avaliar as alterações na matéria orgânica do solo por meio do fracionamento das substâncias húmicas, aplicação de análises de CHNS, estudos termogravimétricos e de Ressonância Paramagnética de Elétrons (EPR). Os maiores teores de C foram observados no Chernossolo sob cultivo contínuo. A fração humina foi predominante em todos os solos, tendo seus teores reduzidos em profundidade. No Nitossolo, houve menor relação ácido húmico/fúlvico. No Chernossolo cultivado, a posição no relevo e a incorporação dos restos culturais parece ter contribuído para manter a estabilidade do solo. Nos demais Chernossolos, a natureza química contribuiu para a ciclagem mais eficiente da matéria orgânica. No Chernossolo e nos Cambissolos não cultivados, a matéria orgânica se apresentou menos estável. No Chernossolo sob cultivo, houve aumento da polimerização do ácido húmico. Os solos com horizonte A chernozêmico, não cultivados, comportaram-se mais uniformes quanto à qualidade dos ácidos húmicos.

Aplicação de celulases e xilanases na reciclagem de fibras de papel

Tese de Doutoramento em Engenharia Química e Biológica (área de conhecimento em Engenharia Enzimática e das Fermentações)

Regulación supramolecular de la dinámica de biomembranas por Esfingolípidos y Fosfolípidos

Los cambios que ocurren durante el funcionamiento (normal o patológico) de biomembranas resultan de alteraciones de interacciones moleculares dinámicas. Éstas involucran a fenómenos supramoleculares críticos (cambios de fase, electrostáticos y topológicos) que regulan la organización, estabilidad, expresión y metabolismo de lípidos y proteínas de membrana. Para conocer los factores físico-químicos que controlan el comportamiento de biomembranas se deben utilizar técnicas que permitan un control preciso de la organización molecular. (...) Objetivos generales y específicos: El propósito a largo plazo de las investigaciones es establecer las bases moleculares y supramoleculares por las cuales interacciones entre esfingolípidos, fosfolípidos y sus derivados regulan la organización, reconocimiento y reactividad de biomembranas. Al presente se estudia: I) Control supramolecular de la catálisis enzimática interfacial por enzimas fosfohidrolíticas que median la transducción de señales a nivel de membrana. II) Modulación de la estabilidad de biomembranas por cambios críticos de composición de la interfase, interacciones y transiciones topológicas. III) Caracterización y transferencia a soportes sólidos y líquidos de capas monomoleculares de organización intermolecular controlada, formadas con membranas neuronales y gliales.

Resonante Sensoren

Resonant sensors, acoustic sensors, QCM, viscoelastic films, interfacial phenomena

Einfluss der Mikrokonvektion auf Selektivität und Stofftransport während der Verdunstung binärer Flüssigkeiten aus porösen Schichten

Interfacial convection, enhancement of mass transfer, packed beds, evaporation, selectivity

Research work in Tokyo Institute of Technology

Research carried out in Tokyo Institute of Technology. The objective is to determine the influence of Interfacial Transition Zone (ITZ) around Lightweight aggregate in concrete on Chloride ion diffusivity. The ITZ of conventional concretes is the weakest point of concrete. The accumulating water on ITZ zone forms the most permeable area inside the concrete. Hence ITZ paves the way for chloride ion diffusion. The quality of ITZ depends on type and quality of aggregates used, water-cement ratio and also the method used for the production of concrete. It has been used two types of lightweight aggregates will be used, Chinese and Japanese, with different absorption capacities. The idea is to produce concrete with same effective water - cement ratio, using the same aggregates in two different conditions, dry and saturated, and compare the chloride ion diffusivity in these concretes (by diffusion test). A comparison of ITZ thickness of these concretes by SEM and EDAX-maps is also proposed. The chloride ion diffusion of concretes produced with the same effective water – cement ratio and same aggregates (dry and ssd) will depend, mainly, on ITZ.