Modelling of Mercury’s surface composition and remote detection from the orbit with the BepiColombo Mercury Planetary Orbiter

It can be assumed that the composition of Mercury’s thin gas envelope (exosphere) is related to the composition of the planets crustal materials. If this relationship is true, then inferences regarding the bulk chemistry of the planet might be made from a thorough exospheric study. The most vexing of all unsolved problems is the uncertainty in the source of each component. Historically, it has been believed that H and He come primarily from the solar wind, while Na and K originate from volatilized materials partitioned between Mercury’s crust and meteoritic impactors. The processes that eject atoms and molecules into the exosphere of Mercury are generally considered to be thermal vaporization, photonstimulated desorption (PSD), impact vaporization, and ion sputtering. Each of these processes has its own temporal and spatial dependence. The exosphere is strongly influenced by Mercury’s highly elliptical orbit and rapid orbital speed. As a consequence the surface undergoes large fluctuations in temperature and experiences differences of insolation with longitude. We will discuss these processes but focus more on the expected surface composition and solar wind particle sputtering which releases material like Ca and other elements from the surface minerals and discuss the relevance of composition modelling

Optimization of electroless copper plating on polyethylene films modified by surface grafting of vinyl ether of monoethanolamine

Metallized plastics have recently received significant interest for their useful applications in electronic devices such as for integrated circuits, packaging, printed circuits and sensor applications. In this work the metallized films were developed by electroless copper plating of polyethylene films grafted with vinyl ether of monoethanoleamine. There are several techniques for metal deposition on surface of polymers such as evaporation, sputtering, electroless plating and electrolysis. In this work the metallized films were developed by electroless copper plating of polyethylene films grafted with vinyl ether of monoethanoleamine. Polyethylene films were subjected to gamma-radiation induced surface graft copolymerization with vinyl ether of monoethanolamine. Electroless copper plating was carried out effectively on the modified films. The catalytic processes for the electroless copper plating in the presence and the absence of SnCl2 sensitization were studied and the optimum activation conditions that give the highest plating rate were determined. The effect of grafting degree on the plating rate is studied. Electroless plating conditions (bath additives, pH and temperature) were optimized. Plating rate was determined gravimetrically and spectrophotometrically at different grafting degrees. The results reveal that plating rate is a function of degree of grafting and increases with increasing grafted vinyl ether of monoethanolamine onto polyethylene. It was found that pH 13 of electroless bath and plating temperature 40°C are the optimal conditions for the plating process. The increasing of grafting degree results in faster plating rate at the same pH and temperature. The surface morphology of the metallized films was investigated using scanning electron microscopy (SEM). The adhesion strength between the metallized layer and grafted polymer was studied using tensile machine. SEM photos and adhesion measurements clarified that uniform and adhered deposits were obtained under optimum conditions.

Investigation of cadmium alternatives in thin-film coatings - art. no. 62860C

The health risks associated with the inhalation or ingestion of cadmium are well documented([1,2]). During the past 18 years, EU legislation has steadily been introduced to restrict its use, leaving a requirement for the development of replacement materials. This paper looks at possible alternatives to various cadmium II-VI dielectric compounds used in the deposition of optical thin-films for various opto-electronic devices. Application areas of particular interest are for infrared multilayer interference filter fabrication and solar cell industries, where cadmium-based coatings currently find widespread use. The results of single and multilayer designs comprising CdTe, CdS, CdSe and PbTe deposited onto group IV and II-VI materials as interference filters for the mid-IR region are presented. Thin films of SnN, SnO2, SnS and SnSe are fabricated by plasma assisted CVD, reactive RF sputtering and thermal evaporation. Examination of these films using FTIR spectroscopy, SEM, EDX analysis and optical characterisation methods provide details of material dispersion, absorption, composition, refractive index, energy band gap and layer thicknesses. The optimisation of deposition parameters in order to synthesise coatings with similar optical and semiconductor properties as those containing cadmium has been investigated. Results of environmental, durability and stability trials are also presented.

Confecção e ampliação do painel sorológico de HTLV

A verificação da qualidade dos kits de diagnóstico para detecção do HTLV-I/II é essencial, uma vez que são utilizados tanto em rotinas laboratoriais como em Serviços de Hemoterapia para aprovar a doação de sangue. Os conjuntos diagnósticos constituem uma ferramenta fundamental para diagnóstico por possuírem uma alta sensibilidade e especificidade, garantindo a confiabilidade dos resultados. Pela variedade de conjuntos diagnósticos encontrados no mercado, é necessário um rigoroso controle de qualidade para evitar possíveis erros analíticos como resultados falso-positivos, causando problemas emocionais e sociais no doador. O presente trabalho foi realizado no intuito de caracterizar unidades de plasma obtidas de Serviços de Hemoterapia de diversas regiões do país para compor e ampliar um painel de referência para HTLV que será utilizado na verificação do controle de qualidade dos kits de diagnóstico para o HTLV-I/II, aumentando a capacidade analítica do Laboratório de Sangue e Hemoderivados (LSH), localizado no Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde (INCQS)/Fiocruz. Desta forma, foram analisadas no período de 2000 a 2013, 3.559 unidades de plasma. Das unidades que foram encaminhadas para o INCQS, 109 foram enviadas como reagentes para HTLV, sendo recaracterizadas pela triagem de marcadores para HIV-1/2, hepatite C, HBsAg, anti-HBc, Doença de Chagas e Sífilis. A princípio foram realizados dois testes para HTLV-I/II. As unidades de plasma com reatividade apenas para anti-HTLV-I/II foram testadas através da técnica de ELISA e nas amostras com resultado reativo, a confirmação foi realizada por Western Blot. Todos os testes realizados seguiram rigorosamente as técnicas descritas nos manuais de instrução de cada fabricante. Por fim, foram obtidas76 amostras com reatividade para anti-HTLV-I/II, possibilitando a ampliação do painel de referência já existente no LSH e consequentemente a capacidade analítica do laboratório.

The atomic structure of low-index surfaces of the intermetallic compound InPd

The intermetallic compound InPd (CsCl type of crystal structure with a broad compositional range) is considered as a candidate catalyst for the steam reforming of methanol. Single crystals of this phase have been grown to study the structure of its three low-index surfaces under ultra-high vacuum conditions, using low energy electron diffraction (LEED), X-ray photoemission spectroscopy (XPS), and scanning tunneling microscopy (STM). During surface preparation, preferential sputtering leads to a depletion of In within the top few layers for all three surfaces. The near-surface regions remain slightly Pd-rich until annealing to ∼580 K. A transition occurs between 580 and 660 K where In segregates towards the surface and the near-surface regions become slightly In-rich above ∼660 K. This transition is accompanied by a sharpening of LEED patterns and formation of flat step-terrace morphology, as observed by STM. Several superstructures have been identified for the different surfaces associated with this process. Annealing to higher temperatures (≥750 K) leads to faceting via thermal etching as shown for the (110) surface, with a bulk In composition close to the In-rich limit of the existence domain of the cubic phase. The Pd-rich InPd(111) is found to be consistent with a Pd-terminated bulk truncation model as shown by dynamical LEED analysis while, after annealing at higher temperature, the In-rich InPd(111) is consistent with an In-terminated bulk truncation, in agreement with density functional theory (DFT) calculations of the relative surface energies. More complex surface structures are observed for the (100) surface. Additionally, individual grains of a polycrystalline sample are characterized by micro-spot XPS and LEED as well as low-energy electron microscopy. Results from both individual grains and “global” measurements are interpreted based on comparison to our single crystals findings, DFT calculations and previous literature.

High-density gas aggregation nanoparticle gun applied to the production of SmCo clusters

We describe in this article the application of a high-density gas aggregation nanoparticle gun to the production and characterization of high anisotropy SmCo nanoparticles. We give a detailed description of the simple but efficient experimental apparatus with a focus on the microscopic processes of the gas aggregation technique. Using high values of gas flux (similar to 45 sccm) we are able to operate in regimes of high collimation of material. In this regime, as we explain in terms of a phenomenological model, the power applied to the sputtering target becomes the main variable to change the size of the clusters. Also presented are the morphological, structural, and magnetic characterizations of SmCo nanoparticles produced using 10 and 50 W of sputtering power. These values resulted in mean sizes of similar to 12 and similar to 20 nm. Significant differences are seen in the structural and magnetic properties of the samples with the 50 W sample showing a largely enhanced crystalline structure and magnetic anisotropy.

Influence of chromium concentration on the optical-electronic properties of ruby microstructures

Films of amorphous aluminium nitride (AlN) were prepared by conventional radio frequency sputtering of an Al + Cr target in a plasma of pure nitrogen. The Cr-to-Al relative area determines the Cr content, which remained in the similar to 0-3.5 at% concentration range in this study. Film deposition was followed by thermal annealing of the samples up to 1050 degrees C in an atmosphere of oxygen and by spectroscopic characterization through energy dispersive x-ray spectrometry, photoluminescence and optical transmission measurements. According to the experimental results, the optical-electronic properties of the Cr-containing AlN films are highly influenced by both the Cr concentration and the temperature of the thermal treatments. In fact, thermal annealing at 1050 degrees C induces the development of structures that, because of their typical size and distinctive spectral characteristics, were designated by ruby microstructures (RbMSs). These RbMSs are surrounded by a N-rich environment in which Cr(3+) ions exhibit luminescent features not present in other Cr(3+)-containing systems such as ruby, emerald or alexandrite. The light emissions shown by the RbMSs and surroundings were investigated according to the Cr concentration and temperature of measurement, allowing the identification of several Cr(3+)-related luminescent lines. The main characteristics of these luminescent lines and corresponding excitation-recombination processes are presented and discussed in view of a detailed spectroscopic analysis.

Structural-electronic aspects related to the near-infrared light emission of Fe-doped silicon films

The need of efficient (fast and low consumption) optoelectronic devices has always been the driving force behind the investigation of materials with new or improved properties. To be commercially attractive, however, these materials should be compatible with our current micro-electronics industry and/or telecommunications system. Silicon-based compounds, with their matured processing technology and natural abundance, partially comply with such requirements-as long as they emit light. Motivated by these issues, this work reports on the optical properties of amorphous Si films doped with Fe. The films were prepared by sputtering a Si+Fe target and were investigated by different spectroscopic techniques. According to the experimental results, both the Fe concentration and the thermal annealing of the samples induce changes in their atomic structure and optical-electronic properties. In fact, after thermal annealing at similar to 750 degrees C, the samples partially crystallize with the development of Si and/or beta-FeSi(2) crystallites. In such a case, certain samples present light emission at similar to 1500 nm that depends on the presence of beta-FeSi(2) crystallites and is very sensitive to the annealing conditions. The most likely reasons for the light emission (or absence of it) in the considered Fe-doped Si samples are presented and discussed in view of their main structural-electronic characteristics. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

XPS characterization of sensitized n-TiO2 thin films for dye-sensitized solar cell applications

TiO2 thin films, employed in dye-sensitized solar cells, were prepared by the sol-gel method or directly by Degussa P25 oxide and their surfaces were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and scanning electron microscopy (SEM). The effect of adsorption of the cis-[Ru(dcbH(2))(2)(NCS)(2)] dye, N3, on the surface of films was investigated. From XPS spectra taken before and after argon-ion sputtering procedure, the surface composition of inner and outer layers of sensitized films was obtained and a preferential etching of Ru peak in relation to the Ti and N ones was identified. The photoelectrochemical parameters were also evaluated and rationalized in terms of the morphological characteristics of the films. (c) 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

Photocatalytic decomposition of methylene blue via Fenton mechanisms by silicon wafer doped with Au and Cu: a theoretical and experimental study

In this work, we studied the photocatalytic and the structural aspects of silicon wafers doped with Au and Cu submitted to thermal treatment. The materials were obtained by deposition of metals on Si using the sputtering method followed by fast heating method. The photocatalyst materials were characterized by synchrotron-grazing incidence X-ray fluorescence, ultraviolet-visible spectroscopy, X-ray diffraction, and assays of H(2)O(2) degradation. The doping process decreases the optical band gap of materials and the doping with Au causes structural changes. The best photocatalytic activity was found for thermally treated material doped with Au. Theoretical calculations at density functional theory level are in agreement with the experimental data.

Fabrication and integration of planar electrodes for contactless conductivity detection on polyester-toner electrophoresis microchips

In this report, we describe the microfabrication and integration of planar electrodes for contactless conductivity detection on polyester-toner (PT) electrophoresis microchips using toner masks. Planar electrodes were fabricated by three simple steps: (i) drawing and laser-printing the electrode geometry on polyester films, (ii) sputtering deposition onto substrates, and (iii) removal of toner layer by a lift-off process. The polyester film with anchored electrodes was integrated to PT electrophoresis microchannels by lamination at 120 degrees C in less than 1 min. The electrodes were designed in an antiparallel configuration with 750 mu m width and 750 gm gap between them. The best results were recorded with a frequency of 400 kHz and 10 V-PP using a sinusoidal wave. The analytical performance of the proposed microchip was evaluated by electrophoretic separation of potassium, sodium and lithium in 150 mu m wide x 6 mu m deep microchannels. Under an electric field of 250 V/cm the analytes were successfully separated in less than 90 s with efficiencies ranging from 7000 to 13 000 plates. The detection limits (S/N = 3) found for K+, Na+, and Li+ were 3.1, 4.3, and 7.2 mu mol/L, respectively. Besides the low-cost and instrumental simplicity, the integrated PT chip eliminates the problem of manual alignment and gluing of the electrodes, permitting more robustness and better reproducibility, therefore, more suitable for mass production of electrophoresis microchips.

Construção e caracterização de um sistema de desbastamento iônico

Este trabalho trata do desenvolvimento de um equipamento de desbastamento iônico aplicado ao afinamento de amostras para análise com a técnica de microscopia eletrônica de transmissão (MET). A técnica de MET é uma das mais importantes para a caracterização da microestrutura de praticamente todas as classes de materiais sólidos. Contudo, esta técnica requer amostras suficientemente finas (espessuras típicas da ordem de 100 nm) para que os elétrons transmitidos proporcionem informação relevante da microestrutura. Com exceção do sistema de vácuo, todos os demais componentes do equipamento (fonte de íons, câmara de vácuo, fonte de alta tensão e suporte mecânico das amostras) foram construídos na UFRGS. O equipamento foi testado através da preparação de amostras de silício. As amostras obtidas apresentam áreas de observação amplas e suficientemente finas permitindo uma caracterização microestrutural detalhada mesmo com feixes de elétrons acelerados com potencial de 120 kV. Além disso, os valores de taxa de desbaste em torno de 1,5 mm/h foram obtidos em amostras bombardeadas com íons de Ar+ acelerados com um potencial de 6 kV. Tais resultados mostram que o equipamento tem uma performance semelhante a um equipamento comercial A segunda contribuição do trabalho foi a de introduzir um estudo sistemático sobre a formação de camadas amorfas e a produção de átomos auto intersticiais dentro da região cristalina das amostras de silício. Trata-se de um assunto atual pois tais efeitos ainda não são bem conhecidos. Apesar do estudo ter sido realizado em um material específico (Si), os resultados obtidos podem ser aproveitados como modelo para outros materiais. A formação de camadas amorfas foi caracterizada em função dos parâmetros: ângulo de incidência e energia do feixe de íons de Ar+ e temperatura da amostra durante a irradiação. A produção e/ou injeção de átomos auto intersticiais na região cristalina foi estudada em função do ângulo de incidência e da energia do feixe de íons. Os resultados mostram que a espessura da camada amorfa cresce com o aumento da energia e do ângulo de incidência do feixe e com a diminuição da temperatura do alvo. A taxa de produção de átomos intersticiais dentro da região cristalina apresenta um máximo para ângulos em torno de 15° independentemente da energia do feixe de íons.

Geração de código no projeto de sistemas reativos a partir da linguagem RS

A linguagem síncrona RS é destinada ao desenvolvimento de sistemas reativos. O presente trabalho tem como objetivo criar meios que facilitem o uso da linguagem RS no projeto e implementação desses sistemas, permitindo que, à partir da especificação de um sistema reativo, seja realizada a sua implementação de forma automática. Deste modo, a linguagem RS é utilizada para a descrição do comportamento de um sistema em um alto nível de abstração, antes de serfeitas a decomposição do sistema em componentes de software ou hardware. A implmentação do protótipo do sistema computacional dedicado é obtida através de uma síntese automática desse modelo de alto nível. Foram implementados geradores de código que utilizam o código objeto fornecido pelo compilador da linguagem RS. Os geradores fazem a tradução para a linguagem C, para a linguagem JAVA, ou para a linguagem de descrição de hardware VHDL. A partir da síntese desses códigos poderá ser obtida a implementação do sistema em um micrcoomputador comercial, em um microcomputador Java de dedicado (ASIP Java), ou em um hardware de aplicação específica (ASIC). Foram realizados estudos de caso representativos dos sistemas reativos embaraçados e de tempo rel. Estes estudos de caso serviram para validar os geradores de código bem como para analisar o uso da linguagem RS no projeto e implementação desses sistemas.

Estudo do potencial carcinogênico de poluentes utilizando simulação molecular

Substâncias carcinogênicas são diariamente lançadas no meio ambiente, tanto na atmosfera quanto em corpos hídricos. Estas são capazes de ligar-se a proteínas constituintes de tecidos vivos produzindo um carcinoma, cuja probabilidade de formação depende da afinidade do poluente com os grupos funcionais presentes nos substratos protéicos. Contudo, os mecanismos pelos quais ocorre a formação do carcinoma não estão totalmente esclarecidos. Alguns modelos baseados em propriedades moleculares foram formulados na tentativa de prever quais serão os mecanismos, compostos intermediários e produtos finais de reação. Porém, esses modelos apresentam sérias limitações por não levarem em conta a dinâmica do processo reativo. Para que se possa estimar os mecanismos, é preciso detectar a formação ou ruptura de ligações ao longo do tempo, o que torna necessário utilizar modelos transientes. O presente trabalho apresenta um modelo que resolve a equação de Schrödinger dependente do tempo para verificar qual o mecanismo de reação entre uma substância carcinogênica e um aminoácido. A simulação do cenário transiente proposto requer um baixo tempo de processamento e possibilita uma fácil interpretação dos resultados obtidos.

Um olhar para além do fracasso escolar : um estudo de caso nas turmas de progressão da Rede Municipal de Ensino de Caxias do Sul - RS : Escola Municipal Machado de Assis

Esta pesquisa tem como foco um olhar para além do fracasso escolar, abordando a temática do fracasso escolar – estigma das crianças das classes populares – para além das denúncias e classificações reducionistas. Busca, nas trajetórias de vida dos sujeitos, vítimas do fracasso escolar e submetidos a políticas públicas de correção de fluxo, como vivem e percebem essa intervenção e, em que medida essa experiência toca em sua auto-imagem e auto-estima, levando o campo de análise para além do reativo e do imediato. O trabalho de campo iniciou ainda em 1999, a partir do acompanhamento do Projeto Progressão da Aprendizagem – PPA – desenvolvido nas escolas seriadas da rede municipal de ensino de Caxias do Sul no período de 1997 a 2000. Embora várias escolas municipais tenham sido cenário da pesquisa, o trabalho de campo mais intensivo aconteceu na Escola de Ensino Fundamental Machado de Assis durante os anos de 2000 e 2001. O olhar e escuta sensíveis, propostos como atitude metodológica, tiveram a intenção de superação dos condicionamentos e determinismos do fenômeno fracasso escolar em si, tendo em vista a busca reflexiva dos saberes presentes nas trajetórias de vida de seis adolescentes vítimas do fracasso escolar. A fundamentação teórica do estudo contempla as contribuições de Miguel Arroyo, Bernard Charlot, Maria Helena Souza Patto, José de Souza Martins, Cláudia Fonseca, entre outros, dentro de um espectro que envolve desde a temática em si e também suas relações com os elementos de análise contextualizada (relacional). Os saberes da vida advindos dessa escuta densa demonstram que é possível reverter aquilo que o senso comum ajuda a perpetuar, ou seja, a marca, a classificação, o preconceito. Esta dissertação contribui em aspectos que podem ser considerados nos programas de formação de professores, na formulação de políticas públicas, no planejamento de sala de aula, mais do que uma forma, mas, acima de tudo, na assunção de uma postura que contempla a pesquisa como ato de emoção e entrega, para além dos resultados. As categorias vida cotidiana e vida privada, além de vivido, concebido e percebido, abordadas no corpo do texto, pedem a realização de mais estudos, conectados com a ação educativa, como forma de aprofundar os conhecimentos aqui investigados.