Towards the Certification of Multicore Platforms in the Avionics Domain

Presented at Work in Progress Session, The 28th GI/ITG International Conference on Architecture of Computing Systems (ARCS 2015). 24 to 27, Mar, 2015. Porto, Portugal.

Atrás de tempos...

«Hast du», so fragte er ihn einst, «hast auch du vom Flusse jenes Geheime gelemt: daB es keine Zeit gibt?» (...) «Ja, Siddhartha (...) daB der FluB überall zugleich ist, am Urspmng und an der Mündung, am Wasserfall, an der Fãhre (...)überaU, zugleich, und daB es für ihn nur Gegenwart gibt, nicht den Schatten Zukunft?» «Dies ist es», sagte Siddhartha. «Und ais ich es gelemt hatte, da sah ich mein leben an, und es war auch ein FluB, (...). Es waren auch Siddharthas frühere Geburten keine Vergangenheit, und sein Tod und seine Rückkehr zu Brahma keine Zukunft. Nichts war, nichts wird sein; alies ist, alies hat Wesen und Gegenwart.» (GW V, p. 436) («Também tu», perguntou-lhe assim uma vez, «também tu aprendeste com o rio aquele seu segredo: que o tempo não existe?» (...) «Sim Siddhartha», disse. «(...) queres dizer que o rio é sempre o mesmo, em toda a parte, na fonte, na foz, nas quedas de água, junto ao molhe (...) sempre o mesmo e que para ele apenas existe o presente, não a sombra do futuro?» «É isso», disse Siddhartha. «Logo que o aprendi, passei em revista toda a minha vida; também era um rio. (...) Também as vidas anteriores de Siddhartha não pertenciam ao passado, nem a sua morte, o seu retomo a Brahma ao futuro. Nada fora, nada seria; tudo é, tem ser e presente.»)

Estudo de Ferramentas FEA Comerciais na Simulação Numérica de Processos de Conformação de Chapas Metálicas. Aplicação à Indústria Automóvel.

Os componentes obtidos através da conformação plástica de chapas têm uma grande importância, tanto na etapa de concepção do produto como na etapa de produção na indústria automóvel. Isto comprova-se pelo facto de, em média, cada automóvel integrar cerca de 500 componentes estampados para construir o chassis e a carroçaria [Alves 2003]. Deste total de componentes, 50 são de grandes dimensões (portas, tejadilho, painéis inferior e laterais, entre outros) e necessitam, em média, de cinco ferramentas para o seu fabrico, sendo o custo estimado para cada ferramenta de 230 000 € [Col 2000, Alves 2003]. Para além da indústria automóvel, a conformação plástica de chapas metálicas é um processo tecnológico presente nas indústrias relativas à aeroespacial, petrolífera, decoração, alimentar, entre outras. Do ponto de vista do enquadramento económico, cerca de 20% do custo total de um automóvel novo é devido à incorporação de componentes metálicos estampados. [Alves 2003]. A pressão do “Mercado Global” faz com que os custos relativos à matéria-prima, energia e mão-de-obra sejam uma constante em termos de redução do seu impacte no orçamento das empresas fornecedoras destes produtos. É neste contexto que surge a necessidade da realização deste estudo de Benchmark de Softwares, tornando-se bastante importante, quer ao nível da competitividade industrial, quer ao nível da inovação para novos produtos. A análise por elementos finitos desempenha um papel primordial no tryout virtual e otimização das ferramentas e processos de conformação plástica. Os objetivos principais deste estudo de simulação numérica são a identificação e comparação dos resultados obtidos pelo AUTOFORM e pelo PAMSTAMP, para cada uma das variáveis identificadas como as mais influentes na robustez dos processos de estampagem de chapa metálica. Estas variáveis identificadas são: consumo de material (Draw-in) após conformação; forças de conformação; valores de variação de espessura e dos valores de extensão e resultados de Springback. Os resultados obtidos são comparados com os resultados experimentais e, desta forma, avalia-se a capacidade inovadora e a eficácia de cada um dos softwares, obtendo-se assim, uma orientação mais real para o software mais indicado aos objetivos impostos pela indústria automóvel. Para este efeito, a indústria automóvel, como maior impulsionador e motor da investigação na área da simulação numérica aplicada aos processos de estampagem, tem aderido em peso ao Benchmarking. Um exemplo disto, é o que acontece nas conferências Numisheet. O Benchmark #2 da conferência Numisheet 2008 é analisado pormenorizadamente e os resultados numéricos e experimentais são comparados e apresentados. Dois materiais distintos (aço HC260LAD e liga de alumínio AC170), assim como três modelos com geometrias diferentes (com e sem freios) são apresentados neste relatório. Com vista à redução dos ciclos tentativa-erro, tem-se adotado ciclos virtuais ou numéricos e tem-se incrementado a interatividade entre as fases de concepção e projeto, num conceito muito próprio, mas cada vez mais abrangente, denominado “produção virtual”. É nesta filosofia que se insere a simulação numérica dos processos de conformação de chapa.

Perspectivas de controle da esquistossomose no Brasil

O autor apresenta uma revisão sôbre o estado atual das possibilidades de controle da esquistossomose no Brasil. Baseado em experiências anteriores sôbre o assunto no Brasil e em outros países, apresenta a descrição de um plano pilôto, visando a iniciar um programa de controle organizado com a finalidade de solucionar problemas de natureza médica social, não somente favorecendo o desenvolvimento agrícola do País como também evitando a disseminação do foco a áreas não endêmicas. O propósito basico do projeto é a interrupção da transmissão da doença, utilizando vários métodos, isolada ou associadamente, de acôrdo com as diferentes con-dições epidemiológicas.

Suicide study : a psychological autopsy

RESUMO: O'suicídio'é'atualmente'um'problema'de'saúde'pública.'Estimarse'que'um'milhão'de'pessoas' morra'anualmente'devido'ao'suicídio.'De'acordo'com'diversas'agências'e'organizações'estimar 'que'ocorram'entre'20'a'40'tentativas'de'suicídio'por'cada'suicídio'consumado.'Os'custos'associados'ao'suicídio,'quer'humanos'quer'económicos'são'enormes'e'estendemrse'à'família,'emprego,'economia'e'finanças.'Os'números'oficiais'do'suicídio'em'Portugal'indicam'uma'taxa ligeiramente'acima'dos'10'por' cada'100'000'habitantes'mas' comportando' regiões'onde' são'observadas' taxas' muito' elevadas,' como' no' Sudoeste' de' Portugal' onde' se' observam particularmente taxas 3'vezes'acima'da'média'nacional.' Investigámos' o' fenómeno' com' os' objetivos' de' validar' a' técnica' de' autópsia' psicológica' em' contexto' comunitário' nunca' realizado' em' Portugal,' e' dar' um' contributo' para' uma' compreensão'mais'alargada'deste'problema'de'saúde'pública,'especialmente'nesta'região'de' Odemira.' A' autópsia' psicológica' consiste' em' reunir' detalhadamente' informação' sobre' a'personalidade' e' vida' de' alguém' que' morreu' em' circunstâncias' equívocas' (por' suicídio,' homicídio' ou' acidente)'recorrendo'ainda'a'registos'e'documentação,'bem'como'procedendo'a entrevistas' com' familiares,' colegas' ou' amigos.' Foi' feita' uma' adaptação' de' uma' entrevista' semirestruturada' para' o' efeito.' Foram' recrutados' 2' grupos' de' participantes:' um' grupo' de familiares de pessoas que cometeram'suicídio'(n=30)'e'um'grupo'de'familiares'de'pessoas'que morreram de causas' naturais' (n=24).' O' estudo' decorreu' em' 3' momentos' com' sessões' de' apresentação' (i),' sessões' de' preparação' (ii)' e' entrevistas' para' recolha' de' informação' e'monitorização.'' Os' principais' resultados'mostram' que' existiram' dificuldades' na' obtenção' da' informação' a'partir' dos' entrevistados,' a'maioria' dos' suicidas' eram'homens' acima' dos' 40' anos' de' idade,' afetados' por' lesões' graves' ou' doenças' graves' ' no' período' adulto' embora' apresentassem'condições' válidas' para' trabalhar,' reformados,' vivendo' em' família,' com' traços' de'personalidade' amargurados,' tristes' ou' pessimistas,' com' escassas' atividades' nos' tempos' de' lazer,' sem' problemas' somáticos' significativos' ou' perturbações'mentais' que' comunicaram' a intenção de morrer previamente'e'provenientes'de'famílias'sem'dificuldades'económicas'ou'relações'familiares'desadequadas.' Tendo'em'conta'a'literatura,'algumas'das'características'parecem'ser'muito'particulares'desta'população.'Aparentemente'o'suicídio'poderá'ter'implicações'genéticas'que'deveriam'ser'tidas'em'conta'em'futuras'investigações.' A'integração'da'saúde'mental'nos'cuidados'de'saúde'primários'afigurarse'urgente'tendo'em' conta' que' a' escassez' de' profissionais' de' saúde'mental' é' enorme' numa' parte' do' país' onde'ocorre' o'maior'número'de' suicídios.'Mudar'de'modelo'e'reorganizar'os' serviços'de' forma'a' poder' dar' uma' resposta' ao' défice' de' tratamento' de' saúde' mental' e' ter' em' conta' os' determinantes'sociais'da'saúde'para'fazer'face'ao'isolamento'é'fundamental.' ---------------ABSTRACT: Suicide' is,'nowadays,' a'public'health'problem.'A'million'dies' annually'by' suicide'worldwide.' According'to'several'agencies'and'organizations'an'estimation'of'20'to'40'suicide'attempts'is advanced for each complete' suicide. Associated'costs'to'suicide,'both'human'and'economic,'are' huge' and' spread' on' family,' jobs,' economy,' and' finances.' Official' available' figures' for' suicide' in' Portugal' indicate' a' rate' slightly' over' 10' for' each' 100' 000' inhabitants,' but' with'regions'where'one' can' actually' find'extremely'high' rates,' like' for' instance' in' the'Southwest' part' of' the' country,' where' are' regularly' found' rates' 3' times' higher,' when' compared' to'national'average.'' We' have' investigated' the' phenomenon' aiming' to' validate' the' technique' of' psychological'autopsy' in' a' community' context' never' explored' before' in' Portugal' and' to' contribute' for' a' wider' understanding' of' this' public' health' problem,' especially' in' this' region' of' Odemira.' Psychological'autopsy'consists'into'a'detailed'gathering'of'information'about'the'personality'and' life' of' someone' died' in' equivocal' circumstances' (suicide,' homicide,' accident),' registries and other'documentation'as'well'as'interviews'with'family'members,'corworkers'and'friends.' An' adaptation' of' a' semirstructured' interview' was' made.' Two' groups' of' participants' were'recruited: a'group of'relatives'of'people'committing'suicide'(n=30),'and'a'group'of'relatives'of'people' whose' death' was' after' natural' causes' (n=24).' Study' was'made' in' 3'moments' with'presentation'sessions;'(i)'preparation'sessions;'(ii)'interviewing'data'collection'and'monitoring' iii).'' Main'results'showed'difficulties'to'obtain'information'from'interviewees,'most'suicides'were' from males over 40 years old, affected'by'serious'illness'or'severe'injury'in'adulthood'but'valid'to'work,'retired,'living'in'family,'with'bitterness,'sad'or'pessimistic'as'personality'traits,'with'few' leisure' activities,' without' significant' health' somatic' problems' or' mental' disorders,'communicating'intention'to'die'previously,'coming'from'families'with'no'indication'of'financial'distress'or'inadequate'family'relationship.' Taking'into'account'the'literature'it'looks'like'some'features'seem'to'be'quiet'particular'from'this'population.'Apparently'one'might'say'that'suicide'could'have'genetic'implications'which'further'research'should'account'in'the'future.' Integration' of'mental' health' into' primary' care' is' urgent' once' the' scarcity' of'mental' health' professionals' is' enormous' in' a' part' of' the' country' where' most' suicides' occur.' Scaling' up services must go in order'to'address'to'treatment'gap'and'social'determinants'of'health'should'be'taken'into'account'to'face'isolation.' Results' show' that' the' profile' of' the' suicidal' in' the' region' of' Odemira' is' particular' and'implications' of' genetics' should' be' taken' into' account.' Moreover' much' can' be' done' in'organization' of' services' in' the' region' where' we' performed' the' present' study' in' order' to'address'to'treatment'gap'for'mental'disorders'and'to'the'social'determinants'of'health.

Design of a tool to study the fate of Chlamydia trachomatis infected cells

Chlamydia trachomatis has a unique obligate intracellular developmental cycle that ends by the lysis of the cell and/or the extrusion of the bacteria in order to allow for re-infections. While Chlamydia trachomatis infections are often asymptomatic the diagnosis of Chlamydia trachomatis is usually late, occurring after manifestation of persistency. Investigations on the consequences of long-term infections and the molecular mechanisms behind it will reveal light to what extent bacteria can modulate host cell function and what the ultimate fate of host cells after clearance of an infection is. Such studies on the host cell fate could be greatly facilitated if the infected cells become permanently marked during and after the infection. Therefore, this project intends to develop a new genetic tool that would allow permanently labeling of Chlamydia trachomatis host cells. The plan was to generate a Chlamydia trachomatis strain that encodes a recombinant CRE recombinase, fused to a secretory effector function of the Chlamydia type 3 secretion system (T3SS). Upon translocation into the host cell, this recombinant CRE enzyme could then, owing to its site-specific recombination function, switch a reporter gene contained in the host cell genome. To this end, the reporter line carried a membrane-tagged tdTomato (mT) gene flanked by two LoxP sequences followed by a GFP gene. The translocation of the recombinant CRE recombinase into this cell line was designed to trigger the recombination of the LoxP sites whereby the cells would turn from red fluorescence to green as an irreversible label of the infected cells. Successful execution of this mechanism would allow to draw a direct link between Chlamydia trachomatis infection and the subsequent fate of the infected cell.

Antimonial drugs entrapped into phosphatidylserine liposomes: physicochemical evaluation and antileishmanial activity

Abstract: INTRODUCTION: Leishmaniasis is a disease caused by the protozoan Leishmania that resides mainly in mononuclear phagocytic system tissues. Pentavalent antimonials are the main treatment option, although these drugs have toxic side effects and high resistance rates. A potentially alternative and more effective therapeutic strategy is to use liposomes as carriers of the antileishmanial agents. The aims of this study were to develop antimonial drugs entrapped into phosphatidylserine liposomes and to analyze their biological and physicochemical characteristics. METHODS: Liposomes containing meglumine antimoniate (MA) or pentavalent antimony salt (Sb) were obtained through filter extrusion (FEL) and characterized by transmission electron microscopy. Promastigotes of Leishmania infantum were incubated with the drugs and the viability was determined with a tetrazolium dye (MTT assay). The effects of these drugs against intracellular amastigotes were also evaluated by optical microscopy, and mammalian cytotoxicity was determined by an MTT assay. RESULTS: Liposomes had an average diameter of 162nm. MA-FEL showed inhibitory activity against intracellular L. infantum amastigotes, with a 50% inhibitory concentration (IC50) of 0.9μg/mL, whereas that of MA was 60μg/mL. Sb-FEL showed an IC50 value of 0.2μg/mL, whereas that of free Sb was 9μg/mL. MA-FEL and Sb-FEL had strong in vitro activity that was 63-fold and 39-fold more effective than their respective free drugs. MA-FEL tested at a ten-times higher concentration than Sb-FEL did not show cytotoxicity to mammalian cells, resulting in a higher selectivity index. CONCLUSIONS: Antimonial drug-containing liposomes are more effective against Leishmania-infected macrophages than the non-liposomal drugs.

Entre a plasticidade do corpo e da imagem : contributos para uma viagem interactiva pelos territórios incertos da arte contemporânea

Este trabalho de investigação começou por ser estruturado em torno de quatro grandes capítulos (quatro grandes linhas de orientação temática), todos eles amplamente desenvolvidos no sentido de podermos cartografar alguns dos principais territórios e sintomas da arte contemporânea, sendo certo também, que cada um deles assenta precisamente nos princípios de uma estrutura maleável que, para todos os efeitos, se encontra em processo de construção (work in progress), neste caso, graças à plasticidade do corpo, do espaço, da imagem e do uso criativo das tecnologias digitais, no âmbito das quais, aliás, tudo se parece produzir, transformar e disseminar hoje em dia à nossa volta (quase como se de uma autêntica viagem interactiva se tratasse). Por isso, a partir daqui, todo o esforço que se segue procurará ensaiar uma hipótese de trabalho (desenvolver uma investigação) que, porventura, nos permita desbravar alguns caminhos em direcção aos intermináveis túneis do futuro, sempre na expectativa de podermos dar forma, função e sentido a um desejo irreprimível de liberdade criativa, pois, a arte contemporânea tem essa extraordinária capacidade de nos transportar para muitos outros lugares do mundo, tão reais e imaginários como a nossa própria vida. Assim sendo, há que sumariar algumas das principais etapas a desenvolver ao longo desta investigação. Ora, num primeiro momento, começaremos por reflectir sobre o conceito alargado de «crise» (a crise da modernidade), para logo de seguida podermos abordar a questão da crise das antigas categorias estéticas, questionando assim, para todos os efeitos, quer o conceito de «belo» (Platão) e de «gosto» (Kant), quer ainda o conceito de «forma» (Foccilon), não só no sentido de tentarmos compreender algumas das principais razões que terão estado na origem do chamado «fim da arte» (Hegel), mas também algumas daquelas que terão conduzido à estetização generalizada da experiência contemporânea e à sua respectiva disseminação pelas mais variadas plataformas digitais. Num segundo momento, procuraremos reflectir sobre alguns dos principais problemas da inquietante história das imagens, nomeadamente para tentarmos perceber como é que todas estas transformações técnicas (ligadas ao aparecimento da fotografia, do cinema, do vídeo, do computador e da internet) terão contribuído para o processo de instauração e respectivo alargamento daquilo que todos nós ficaríamos a conhecer como a nova «era da imagem», ou a imagem na «era da sua própria reprodutibilidade técnica» (Benjamin), pois, só assim é que conseguiremos interrogar este imparável processo de movimentação, fragmentação, disseminação, simulação e interacção das mais variadas «formas de vida» (Nietzsche, Agamben). Entretanto, chegados ao terceiro grande momento, interessa-nos percepcionar a arte contemporânea como uma espécie de plataforma interactiva que, por sua vez, nos levará a interpelar alguns dos principais dispositivos metafóricos e experimentais da viagem, neste caso, da viagem enquanto linha facilitadora de acesso à arte, à cultura e à vida contemporânea em geral, ou seja, todo um processo de reflexão que nos incitará a cartografar alguns dos mais atractivos sintomas provenientes da estética do flâneur (na perspectiva de Rimbaud, Baudelaire, Long e Benjamin) e, consequentemente, a convocar algumas das principais sensações decorrentes da experiência altamente sedutora daqueles que vivem mergulhados na órbita interactiva do ciberespaço (na condição de ciberflâneurs), quase como se o mundo inteiro, agora, fosse tão somente um espaço poético «inteiramente navegável» (Manovich). Por fim, no quarto e último momento, procuraremos fazer uma profunda reflexão sobre a inquietante história do corpo, principalmente com o objectivo de reforçar a ideia de que apesar das suas inúmeras fragilidades biológicas (um ser que adoece e morre), o corpo continua a ser uma das «categorias mais persistentes de toda a cultura ocidental» (Ieda Tucherman), não só porque ele resistiu a todas as transformações que lhe foram impostas historicamente, mas também porque ele se soube reinventar e readaptar pacientemente face a todas essas transformações históricas. Sinal evidente de que a sua plasticidade lhe iria conferir, principalmente a partir do século XX («o século do corpo») um estatuto teórico e performativo verdadeiramente especial. Tão especial, aliás, que basta termos uma noção, mesmo que breve, da sua inquietante história para percebermos imediatamente a extraordinária importância dalgumas das suas mais variadas transformações, atracções, ligações e exibições ao longo das últimas décadas, nomeadamente sob o efeito criativo das tecnologias digitais (no âmbito das quais se processam algumas das mais interessantes operações de dinamização cultural e artística do nosso tempo). Em suma, esperamos sinceramente que este trabalho de investigação possa vir a contribuir para o processo de alargamento das fronteiras cada vez mais incertas, dinâmicas e interactivas do conhecimento daquilo que parece constituir, hoje em dia, o jogo fundamental da nossa contemporaneidade.

In-line rheo-optical characterization during small-scale polymer processing and compounding

As increasingly more sophisticated materials and products are being developed and times-to-market need to be minimized, it is important to make available fast response characterization tools using small amounts of sample, capable of conveying data on the relationships between rheological response, process-induced material structure and product characteristics. For this purpose, a single / twin-screw mini-extrusion system of modular construction, with well-controlled outputs in the range 30-300 g/h, was coupled to a in- house developed rheo-optical slit die able to measure shear viscosity and normal-stress differences, as well as performing rheo-optical experiments, namely small angle light scattering (SALS) and polarized optical microscopy (POM). In addition, the mini-extruder is equipped with ports that allow sample collection, and the extrudate can be further processed into products to be tested later. Here, we present the concept and experimental set-up [1, 2]. As a typical application, we report on the characterization of the processing of a polymer blend and of the properties of extruded sheets. The morphological evolution of a PS/PMMA industrial blend along the extruder, the flow-induced structures developed and the corresponding rheological characteristics are presented, together with the mechanical and structural characteristics of produced sheets. The application of this experimental tool to other material systems will also be discussed.

Microinjection molding of polyamide 6/carbon nanotube composites

Microinjection molding of polymer composites with carbon nanotubes (CNT) requires previous production of the nanocomposites, often by melt extrusion. Each processing step has a thermo-mechanical effect on the polymer melt, conveying different properties to the final product. In this work, polyamide 6 and its composites with pristine and functionalized CNT (f-CNT) were processed by a mini twin-screw extrusion, followed by microinjection molding. The morphology induced on the polymer by each process was analyzed by differential scanning calorimetry and wide angle X-ray diffraction. Calorimetric analysis showed a secondary crystallization for the microinjected materials, absent for the extruded materials. The characterization of microinjected polyamide 6 by X-ray diffraction revealed a large contribution of the c phase to the total crystallinity, mainly in the skin region, while the nanocomposites and extruded materials were characterized by a larger contribution of the a phase. Functionalization of CNT did not affect significantly the polymer morphology compared to composites with pristine CNT.

Thermal conditions affecting heat transfer in FDM/FFE: a contribution towards the numerical modelling of the process

The performance of parts produced by Free Form Extrusion (FFE), an increasingly popular additive manufacturing technique, depends mainly on their dimensional accuracy, surface quality and mechanical performance. These attributes are strongly influenced by the evolution of the filament temperature and deformation during deposition and solidification. Consequently, the availability of adequate process modelling software would offer a powerful tool to support efficient process set-up and optimisation. This work examines the contribution to the overall heat transfer of various thermal phenomena developing during the manufacturing sequence, including convection and radiation with the environment, conduction with support and between adjacent filaments, radiation between adjacent filaments and convection with entrapped air. The magnitude of the mechanical deformation is also studied. Once this exercise is completed, it is possible to select the material properties, process variables and thermal phenomena that should be taken in for effective numerical modelling of FFE.

Fused deposition modeling with polypropylene

This paper addresses the potential of polypropylene (PP) as a candidate for fused deposition modeling (FDM)-based 3D printing technique. The entire filament production chain is evaluated, starting with the PP pellets, filament production by extrusion and test samples printing. This strategy enables a true comparison between parts printed with parts manufactured by compression molding, using the same grade of raw material. Printed samples were mechanically characterized and the influence of filament orientation, layer thickness, infill degree and material was assessed. Regarding the latter, two grades of PP were evaluated: a glass-fiber reinforced and a neat, non-reinforced, one. The results showed the potential of the FDM to compete with conventional techniques, especially for the production of small series of parts/components; also, it was showed that this technique allows the production of parts with adequate mechanical performance and, therefore, does not need to be restricted to the production of mockups and prototypes.

Aplicação de princípios e ferramentas Lean numa empresa de produção de cablagens

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia e Gestão Industrial

Assessing the application of polypropylene multifilament yarns in brain phantoms

The currently available clinical imaging methods do not provide highly detailed information about location and severity of axonal injury or the expected recovery time of patients with traumatic brain injury [1]. High-Definition Fiber Tractography (HDFT) is a novel imaging modality that allows visualizing and quantifying, directly, the degree of axons damage, predicting functional deficits due to traumatic axonal injury and loss of cortical projections. This imaging modality is based on diffusion technology [2]. The inexistence of a phantom able to mimic properly the human brain hinders the possibility of testing, calibrating and validating these medical imaging techniques. Most research done in this area fails in key points, such as the size limit reproduced of the brain fibers and the quick and easy reproducibility of phantoms [3]. For that reason, it is necessary to develop similar structures matching the micron scale of axon tubes. Flexible textiles can play an important role since they allow producing controlled packing densities and crossing structures that match closely the human crossing patterns of the brain. To build a brain phantom, several parameters must be taken into account in what concerns to the materials selection, like hydrophobicity, density and fiber diameter, since these factors influence directly the values of fractional anisotropy. Fiber cross-section shape is other important parameter. Earlier studies showed that synthetic fibrous materials are a good choice for building a brain phantom [4]. The present work is integrated in a broader project that aims to develop a brain phantom made by fibrous materials to validate and calibrate HDFT. Due to the similarity between thousands of hollow multifilaments in a fibrous arrangement, like a yarn, and the axons, low twist polypropylene multifilament yarns were selected for this development. In this sense, extruded hollow filaments were analysed in scanning electron microscope to characterize their main dimensions and shape. In order to approximate the dimensional scale to human axons, five types of polypropylene yarns with different linear density (denier) were used, aiming to understand the effect of linear density on the filament inner and outer areas. Moreover, in order to achieve the required dimensions, the polypropylene filaments cross-section was diminished in a drawing stage of a filament extrusion line. Subsequently, tensile tests were performed to characterize the mechanical behaviour of hollow filaments and to evaluate the differences between stretched and non-stretched filaments. In general, an increase of the linear density causes the increase in the size of the filament cross section. With the increase of structure orientation of filaments, induced by stretching, breaking tenacity increases and elongation at break decreases. The production of hollow fibers, with the required characteristics, is one of the key steps to create a brain phantom that properly mimics the human brain that may be used for the validation and calibration of HDFT, an imaging approach that is expected to contribute significantly to the areas of brain related research.

Estudos de dispersão de nanografite em polipropileno

Dissertação de mestrado integrado em Engenharia de Materiais