Propriedades mecânicas e análise térmica de resíduos de polietileno de alta densidade (PEAD) reciclado

Atualmente grande parte dos resíduos descartados rotineiramente no Brasil é composta por material plástico como, por exemplo, o polietileno de alta densidade (PEAD), o qual é muito comum no lixo doméstico. Nesta Dissertação, embalagens de PEAD pós-consumo foram coletadas e moídas. Após processamento em extrusora, o material definido como PEAD reciclado (mistura de embalagens brancas, marfins e incolores) foi injetado e as propriedades mecânicas foram avaliadas e comparadas com uma amostra de PEAD comercial (HD7600U). A análise térmica através da calorimetria exploratória diferencial (DSC), em conjunto com a análise estatística dos resultados experimentais, também foi conduzida. Em relação à resistência à tração, a diferença entre as amostras de PEAD reciclado e PEAD comercial foram tão pouco expressivas que, dentro das condições experimentais adotadas, se pode afirmar que o material reciclado é equivalente ao comercial.Por sua vez, os modelos cinéticos aplicados na análise térmica revelaram quea amostra de PEAD comercial demonstra um processo de nucleação e crescimento dos cristais mais homogêneo e simples, embora a energia de ativação seja consideravelmente maior do que o das demais amostras de PEAD.

Caracterização mecânica e tribológica de dois glazeadores disponíveis comercialmente e uma composição experimental

O objetivo desse estudo, in vitro, foi avaliar através de testes mecânicos e tribológicos, a aplicação de dois glazeadores disponíveis comercialmente e uma composição experimental como material de cobertura em restaurações de resina composta com relação à rugosidade superficial, à dureza e à resistência ao desgaste. Foram confeccionados 24 corpos de prova (CP) do compósito Z350XT (3M/ESPE) e divididos em 4 grupos. O grupo controle (GC) não recebeu selamento, o grupo Biscover LV (GB) recebeu aplicação do Biscover LV (Bisco), o grupo Natural Glaze (GN) recebeu aplicação do Natural Glaze (Nova DFL) e o grupo Experimental (GE) recebeu aplicação de um glazeador experimental contendo nanopartículas (1% em peso). Posteriormente, os CP foram submetidos à análise da rugosidade superficial utilizando um perfilômetro e avaliação da dureza através de um nanoindentador, que fornece também o módulo elástico do material. Em seguida, os CP foram submetidos ao teste de desgaste linear alternado, durante 15.000 ciclos, com carga de 5N, em água destilada. A profundidade máxima de desgaste foi avaliada através de um perfilômetro. A análise dos dados relativos à rugosidade superficial (m) foi realizada utilizando ANOVA/Duncan (p-valor = 0,000). As médias e desvio padrão foram: GC-0,12(0,01); GB-0,06(0,01); GN-0,13(0,02); GE-0,13(0,01). A análise da dureza (GPa) e módulo elástico (GPa) foram avaliados aplicando o teste não-paramétrico de Kruskal-Wallis. As médias e desvio padrão para dureza foram: GC-1,10(0,24); GB-0,31(0,004); GN-0,08(0,004); GE-0,12(0,008) para carga de 1,25mN; GC-1,08(0,139); GB-0,32(0,004); GN-0,08(0,003); GE-0,13(0,006) para carga de 2,5mN; GC-1,10(0,101); GB-0,33(0,003); GN-0,09(0,002); GE-0,13(0,056) para carga de 5,0mN. As médias e desvio padrão para módulo elástico foram: GC-17,71(1,666); GB-5,44(0,084); GN-3,484(0,114); GE-4,55(0,178) para carga de 1,25mN; GC-17,5(1,449); GB-5,18(0,065); GN-3,38(0,078); GE-4,55(0,12) para carga de 2,5mN; GC-17,69(1,793); GB-5,04(0,041); GN-3,63(0,066); GE-4,85(0,104) para carga de 5,0mN. A análise dos dados relativos à profundidade de desgaste (m) foi realizada utilizando ANOVA/Dunnett (p-valor = 0,000). As médias e desvio padrão foram: GC-12,51(0,89); GB-0,59(0,07); GN-1,41(0,12); GE-1,84(0,18). A partir dos resultados apresentados pode-se concluir que apenas o Biscover LV foi capaz de reduzir a rugosidade superficial da resina composta testada. Os demais, Natural Glaze e Experimental, não alteraram a rugosidade superficial e foram estatisticamente semelhantes entre si e com o grupo controle. Todos os glazeadores testados reduziram a dureza e o módulo elástico da resina composta quando comparados com o grupo controle, diferindo entre si, apresentando uma ordem crescente de dureza e módulo elástico (Natural Glaze < Experimental < Biscover < Controle). Todos os glazeadores testados foram capazes de reduzir o desgaste da resina composta, quando comparados com o grupo controle, diferindo entre si, apresentado uma ordem crescente de desgaste (Biscover < Natural Glaze < Experimental < Controle).

Mães obesas, filhotes obesos: estudo experimental

O aumento da obesidade materna pode refletir em efeitos deletérios na prole adulta, manifestos diferentemente de acordo com o gênero do indivíduo. Este trabalho teve como objetivo verificar a hipótese de que a obesidade materna provoca alterações metabólicas, na estrutura do tecido adiposo e hepático e mudanças de perfil inflamatório nas proles adultas de machos e fêmeas. Fêmeas C57BL/ 6 receberam dieta padrão (SC, 17% da energia proveniente do lipídeo) ou dieta hiperlipídica (HF; 49% da energia proveniente do lipídeo) durante oito semanas pré-gestacionais até a lactação. Após o desmame, os filhotes foram divididos nos grupos: SCM (machos), SCF (fêmeas), HFM (machos) e HFF (fêmeas). As características metabólicas foram avaliadas pela massa corporal (MC), glicemia de jejum, área sob a curva no teste oral de tolerância a glicose; concentrações de triglicerídes (TG) hepáticos e estimativa da esteatose hepática; análise plasmática de insulina, colesterol total (CT), triglicerídes (TG) e adipocinas; distribuição e análise morfológica do tecido adiposo e estado pró-inflamatório dos filhotes. Diferenças entre os grupos foram analisadas pelo Teste T não pareado (dados entre progenitoras e pares de grupos nas proles); one-way ANOVA com pós-teste de Tukey (para proles) e two-way ANOVA (efeito da dieta materna e gênero). O nível de significância adotado foi de P≤0,05. Progenitoras HF tiveram maior MC (+20%), glicemia elevada (+22%) e intolerância à glicose em comparação ao grupo SC. A partir da quarta semana, a MC mostrou-se maior nas proles HF, em ambos os gêneros, quando comparados às proles SC. Na 12 semana, a MC foi 20% maior no grupo HF macho e 30% maior no grupo HF fêmea do que seus controles (p<0,0001, ambos os gêneros). Intolerância à glicose foi observada em machos e fêmeas HF em relação aos seus contrapares SC (+20%, p<0,05). Proles HF demonstraram hepatomegalia com maior acúmulo de TG hepático, resultando em maior percentual de esteatose em machos (27%) e fêmeas HF (25%). Proles HF apresentaram incremento na adiposidade (+20%) e nos níveis de CT e TG do que seus congêneres SC. Níveis plasmáticos de leptina e insulina foram maiores, enquanto houve diminuição da adiponectina no grupo HF macho em relação ao grupo SC macho. Hipertrofia de adipócitos foi observada nas proles HF. TNF-alfa, IL-6 e leptina foram mais expressos em proles HF, porém diminuição na expressão de adiponectina foi evidenciada nas proles geradas por mães obesas. A luz do exposto, a dieta HF administrada em mães antes e durante períodos de gestação e lactação leva à obesidade materna que tem consequências na prole, tais como remodelamento do tecido adiposo, juntamente com alterações bioquímicas e metabólicas dos adipócitos, intensificando o estado pró-inflamatório da prole, em ambos os gêneros, na idade adulta.

Análise dos problemas direto e inverso em um modelo de evolução populacional através de transformações integrais e inferência bayesiana

Modelos de evolução populacional são há muito tempo assunto de grande relevância, principalmente quando a população de estudo é composta por vetores de doenças. Tal importância se deve ao fato de existirem milhares de doenças que são propagadas por espécies específicas e conhecer como tais populações se comportam é vital quando pretende-se criar políticas públicas para controlar a sua proliferação. Este trabalho descreve um problema de evolução populacional difusivo com armadilhas locais e tempo de reprodução atrasado, o problema direto descreve a densidade de uma população uma vez conhecidos os parâmetros do modelo onde sua solução é obtida por meio da técnica de transformada integral generalizada, uma técnica numérico-analítica. Porém a solução do problema direto, por si só, não permite a simulação computacional de uma população em uma aplicação prática, uma vez que os parâmetros do modelo variam de população para população e precisam, portanto, ter seus valores conhecidos. Com o objetivo de possibilitar esta caracterização, o presente trabalho propõe a formulação e solução do problema inverso, estimando os parâmetros do modelo a partir de dados da população utilizando para tal tarefa dois métodos Bayesianos.

Photosynthesis and growth of Arthrospira (Spirulina) platensis (Cyanophyta) in response to solar UV radiation, with special reference to its minor variant

The minor variant of the economically important cyanobacterium, Arthrospira platensis, usually appears in commercial production ponds under solar radiation. However, how sensitive the minor variant to solar UVR and whether its occurrence relates to the solar exposures are not known. We investigated the photochemical efficiency of PSII and growth rate of D-0083 strain and its minor variant in semi-continuous cultures under PAR (400-700 nm) alone, PAR + UV-A (320-400 nm) and PAR + UV-A + UV-B (280-700 nm) of solar radiation. The effective quantum yield of D-0083 at 14:00 p.m. decreased by about 86% under PAR, 87% under PAR + UV-A and 92% under PAR + UV-A + UV-B (280-315 nm), respectively. That of the minor variant was reduced by 93% under PAR and to undetectable values in the presence of UV-A or UV-A + UV-B. Diurnal change of the yield showed constant pattern during long-term (10 days) exposures, high in the early morning and late afternoon but the lowest at noontime in both strains, with the UVR-related inhibition being always higher in the variant than D-0083. During the long-term exposures, cells of D-0083 acclimated faster to solar UV radiation and showed paralleled growth rates among the treatments with or without UVR at the end of the experiment; however, growth of the minor variant was significantly reduced by UV-A and UV-B throughout the period. Comparing to the major strain D-0083, the minor variant was more sensitive to UVR in terms of its growth, quantum yield and acclimation to solar radiation. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Analysis of lateral current spreading in solar cell devices by spatially-resolved electroluminescence

Spatially-resolved electroluminescence (EL) images from solar cells contain information of local current distribution. By theoretical analysis of the EL intensity distribution, the current density distribution under a certain current bias and the sheet resistance can be obtained quantitatively. Two-dimensional numerical simulation of the current density distribution is employed to a GaInP cell, which agrees very well with the experimental results. A reciprocity theorem for current spreading is found and used to interpret the EL images from the viewpoint of current extraction. The optimization of front electrodes is discussed based on the results. (C) 2010 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3431390]

Computer simulation of a-Si : H/mu c-Si : H diphasic silicon solar cells

Based on our experimental research on diphasic silicon films, the parameters such as absorption coefficient, mobility lifetime product and bandgap were estimated by means of effective-medium theory. And then computer simulation of a-Si: H/mu c-Si: H diphasic thin film solar cells was performed. It was shown that the more crystalline fraction in the diphasic silicon films, the higher short circuit density, the lower open-circuit voltage and the lower efficiency. From the spectral response, we can see that the response in long wave region was improved significantly with increasing crystalline fraction in the silicon films. Taking Lambertian back refraction into account, the diphasic silicon films with 40%-50% crystalline fraction was considered to be the best intrinsic layer for the bottom solar cell in micromorph tandem.

Effect of ultraviolet light on hybrid zinc oxide polymer bulk heterojunction solar cells

Compared to conjugated polymer poly[2-methoxy-5- (3',7'-dimethyloctyloxy)-1,4-phenylenevinylene] (MDMO-PPV) solar cells, bulk heterojunction solar cells composed of zinc oxide (ZnO) nanocrystals and MDMO-PPV have a better energy conversion efficiency, However, ultraviolet (UV) light deteriorates the performance of solar cells composed of ZnO and MDMO-PPV. We propose a model to explain the effect of UV illumination on these ZnO:MDMO-PPV solar cells. According to this model, the degradation from UV illumination is due to a decrease of exciton dissociation efficiency, Our model is based on the experimental results such as the measurements of current density versus voltage, photoluminescence, and photocurrent.

Nanostructure in the p-layer and its impacts on amorphous silicon solar cells

The open circuit voltage (V-oc) of n-i-p type hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) solar cells has been examined by means of experimental and numerical modeling. The i- and p-layer limitations on V-oc are separated and the emphasis is to identify the impact of different kinds of p-layers. Hydrogenated protocrystalline, nanocrystalline and microcrystalline silicon p-layers were prepared and characterized using Raman spectroscopy, high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), optical transmittance and activation energy of dark-conductivity. The n-i-p a-Si:H solar cells incorporated with these p-layers were comparatively investigated, which demonstrated a wide variation of V-oc from 1.042 V to 0.369 V, under identical i- and n-layer conditions. It is found that the nanocrystalline silicon (nc-Si:H) p-layer with a certain nanocrystalline volume fraction leads to a higher V-oc. The optimum p-layer material for n-i-p type a-Si:H solar cells is not found at the onset of the transition between the amorphous to mixed phases, nor is it associated with a microcrystalline material with a large grain size and a high volume fraction of crystalline phase. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Light-induced changes in diphasic nanocrystalline silicon films and solar cells

A series of diphasic nanocrystalline silicon films and solar cells was prepared using different hydrogen dilution ratios of silane by very high frequency plasma enhanced chemical vapor deposition (VHF-PECVD). It was observed that after light soaking the open circuit voltage (V-oc) of the diphasic solar cells increased, while that of amorphous silicon solar cells decreased. Raman scattering spectroscopy was performed on the series of diphasic silicon films before and after light soaking. It was found that after light soaking the nanostruclures in the diphasic nanocrystalline silicon films were changed. Both the grain sizes and grain volume fraction reduced, while the grain boundary components increased. These results provide experimental evidence for the conjecture that the light-induced increase in V-oc of the diphasic nanocrystalline solar cells might be induced by the changes in the nanostructure of the intrinsic layer. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Hydrogen passivation of multi-crystalline silicon solar cells

The effects of hydrogen passivation on multi-crystalline silicon (mc-Si) solar cells are reported in this paper. Hydrogen plasma was generated by means of ac glow discharge in a hydrogen atmosphere. Hydrogen passivation was carried out with three different groups of mc-Si solar cells after finishing contacts. The experimental results demonstrated that the photovoltaic performances of the solar cell samples have been improved after hydrogen plasma treatment, with a relative increase in conversion efficiency up to 10.6%. A calculation modelling has been performed to interpret the experimental results using the model for analysis of microelectronic and photonic structures developed at Pennsylvania State University.

Nanostructure in the p-layer and its impacts on amorphous silicon solar cells

The open circuit voltage (V-oc) of n-i-p type hydrogenated amorphous silicon (a-Si:H) solar cells has been examined by means of experimental and numerical modeling. The i- and p-layer limitations on V-oc are separated and the emphasis is to identify the impact of different kinds of p-layers. Hydrogenated protocrystalline, nanocrystalline and microcrystalline silicon p-layers were prepared and characterized using Raman spectroscopy, high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), optical transmittance and activation energy of dark-conductivity. The n-i-p a-Si:H solar cells incorporated with these p-layers were comparatively investigated, which demonstrated a wide variation of V-oc from 1.042 V to 0.369 V, under identical i- and n-layer conditions. It is found that the nanocrystalline silicon (nc-Si:H) p-layer with a certain nanocrystalline volume fraction leads to a higher V-oc. The optimum p-layer material for n-i-p type a-Si:H solar cells is not found at the onset of the transition between the amorphous to mixed phases, nor is it associated with a microcrystalline material with a large grain size and a high volume fraction of crystalline phase. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Light-induced changes in diphasic nanocrystalline silicon films and solar cells

A series of diphasic nanocrystalline silicon films and solar cells was prepared using different hydrogen dilution ratios of silane by very high frequency plasma enhanced chemical vapor deposition (VHF-PECVD). It was observed that after light soaking the open circuit voltage (V-oc) of the diphasic solar cells increased, while that of amorphous silicon solar cells decreased. Raman scattering spectroscopy was performed on the series of diphasic silicon films before and after light soaking. It was found that after light soaking the nanostruclures in the diphasic nanocrystalline silicon films were changed. Both the grain sizes and grain volume fraction reduced, while the grain boundary components increased. These results provide experimental evidence for the conjecture that the light-induced increase in V-oc of the diphasic nanocrystalline solar cells might be induced by the changes in the nanostructure of the intrinsic layer. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Analysis of leakage current in GaAs micro-solar cell arrays

The output characteristics of micro-solar cell arrays are analyzed on the basis of a modified model in which the shunt resistance between cell lines results in current leakage. The modification mainly consists of adding a shunt resistor network to the traditional model. The obtained results agree well with the reported experimental results. The calculation results demonstrate that leakage current in substrate affects seriously the performance of GaAs micro- solar cell arrays. The performance of arrays can be improved by reducing the number of cells per line. In addition, at a certain level of integration, an appropriate space occupancy rate of the single cell is recommended for ensuring high open circuit voltages, and it is more appropriate to set the rates at 80%-90% through the calculation.

Analysis of leakage current in GaAs micro-solar cell arrays

The output characteristics of micro-solar cell arrays are analyzed on the basis of a modified model in which the shunt resistance between cell lines results in current leakage. The modification mainly consists of adding a shunt resistor network to the traditional model. The obtained results agree well with the reported experimental results. The calculation results demonstrate that leakage current in substrate affects seriously the performance of GaAs micro- solar cell arrays. The performance of arrays can be improved by reducing the number of cells per line. In addition, at a certain level of integration, an appropriate space occupancy rate of the single cell is recommended for ensuring high open circuit voltages, and it is more appropriate to set the rates at 80%-90% through the calculation.