Desenvolvimento e caracterização do filtro óptico de interferência variável para detectores de alta resolução espectral e biossensores.

O presente trabalho está fundamentado no desenvolvimento de uma metodologia e/ou uma tecnologia de obtenção e caracterização de filtros ópticos de interferência de banda passante variável [C.M. da Silva, 2010] e de banda de corte variáveis, constituídos por refletores dielétricos multicamadas de filmes finos intercalados por cavidades de Fabry-Perot não planares com espessuras linearmente variáveis, que apresentam a propriedade do deslocamento linear da transmitância máxima espectral em função da posição, isto é, um Filtro de Interferência Variável (FIV). Este método apresenta novas e abrangentes possibilidades de confecção de filtros ópticos de interferência variável: lineares ou em outras formas desejadas, de comprimento de onda de corte variável (passa baixa ou alta) e filtros de densidade neutra variável, através da deposição de metais, além de aplicações em uma promissora e nova área de pesquisa na deposição de filmes finos não uniformes. A etapa inicial deste desenvolvimento foi o estudo da teoria dos filtros ópticos dielétricos de interferência para projetar e construir um filtro óptico banda passante convencional de um comprimento de onda central com camadas homogêneas. A etapa seguinte, com base na teoria óptica dos filmes finos já estabelecida, foi desenvolver a extensão destes conhecimentos para determinar que a variação da espessura em um perfil inclinado e linear da cavidade entre os refletores de Bragg é o principal parâmetro para produzir o deslocamento espacial da transmitância espectral, possibilitando o uso de técnicas especiais para se obter uma variação em faixas de bandas de grande amplitude, em um único filtro. Um trabalho de modelagem analítica e análise de tolerância de espessuras dos filmes depositados foram necessários para a seleção da estratégia do \"mascaramento\" seletivo do material evaporado formado na câmara e-Beam (elétron-Beam) com o objetivo da obtenção do filtro espectral linear variável de características desejadas. Para tanto, de acordo com os requisitos de projeto, foram necessárias adaptações em uma evaporadora por e-Beam para receber um obliterador mecânico especialmente projetado para compatibilizar os parâmetros das técnicas convencionais de deposição com o objetivo de se obter um perfil inclinado, perfil este previsto em processos de simulação para ajustar e calibrar a geometria do obliterador e se obter um filme depositado na espessura, conformação e disposição pretendidos. Ao final destas etapas de modelagem analítica, simulação e refinamento recorrente, foram determinados os parâmetros de projeto para obtenção de um determinado FIV (Filtro de Interferência Variável) especificado. Baseadas nos FIVs muitas aplicações são emergentes: dispositivos multi, hiper e ultra espectral para sensoriamento remoto e análise ambiental, sistemas Lab-on-Chip, biossensores, detectores chip-sized, espectrofotometria de fluorescência on-chip, detectores de deslocamento de comprimento de onda, sistemas de interrogação, sistemas de imageamento espectral, microespectrofotômetros e etc. No escopo deste trabalho se pretende abranger um estudo de uma referência básica do emprego do (FIV) filtro de interferência variável como detector de varredura de comprimento de ondas em sensores biológicos e químicos compatível com pós processamento CMOS. Um sistema básico que é constituído por um FIV montado sobre uma matriz de sensores ópticos conectada a um módulo eletrônico dedicado a medir a intensidade da radiação incidente e as bandas de absorção das moléculas presentes em uma câmara de detecção de um sistema próprio de canais de microfluidos, configurando-se em um sistema de aquisição e armazenamento de dados (DAS), é proposto para demonstrar as possibilidades do FIV e para servir de base para estudos exploratórios das suas diversas potencialidades que, entre tantas, algumas são mencionadas ao longo deste trabalho. O protótipo obtido é capaz de analisar fluidos químicos ou biológicos e pode ser confrontado com os resultados obtidos por equipamentos homologados de uso corrente.

Fluorescent Biological Aerosol Particles in Coastal Canada and the Link to Atmospheric Ice Nuclei

Bioaerosols are a subgroup of atmospheric aerosols and are often linked to the spread of human, animal and plant diseases. Bioaerosols also may play an indirect effect on environmental processes, including the formation of precipitation and alteration of the global climate through their role as nuclei for cloud droplet formation. Several types of biological organisms (e.g., fungi and bacteria) have been shown to be effective ice nuclei (IN) and cloud condensation nuclei (CCN). During 21 days in August 2013 we participated in a collaborative international campaign at a rural, coastal site near the village of Ucluelet on the west coast of Vancouver Island, British Columbia, Canada. The experiments were conducted as part of the NETCARE project (the NETwork on Climate and Aerosols: Addressing Key Uncertainties in Remote Canadian Environments), in part to examine cloud nuclei properties of marine aerosol. The study was conducted from a mobile trailer located approximately 100 m from the coast. A suite of aerosol instrumentation was operated for approximately one month. Key instruments utilized as a part of this thesis include the wideband integrated bioaerosol sensor (WIBS-4A) and the multiple orifice uniform deposition impactor (MOUDI) coupled with an off-line droplet freezing technique (DFT) for the measurement of ice nucleation activity of particles in immersion mode. The WIBS measures the concentration and properties of individual fluorescent particles suspended in the air, which can serve as a proxy for airborne biological particle content. Particles shown to be fluorescent by the WIBS instrument were divided into seven categories based on the pattern of fluorescence each particle exhibited in the three fluorescent channels. Results of the WIBS analysis show that the fluorescent particle concentration in the region correlated well with IN number. The fluorescent particle concentration correlated well with the number of particles shown to be ice active as a function of both particle size and freezing temperature. Correlations involving marine aerosols and marine biological activity indicate that the majority of IN measured at the coastal site likely are not from have marine sources.

Efficient Mitigation of Data and Control Flow Errors in Microprocessors

The use of microprocessor-based systems is gaining importance in application domains where safety is a must. For this reason, there is a growing concern about the mitigation of SEU and SET effects. This paper presents a new hybrid technique aimed to protect both the data and the control-flow of embedded applications running on microprocessors. On one hand, the approach is based on software redundancy techniques for correcting errors produced in the data. On the other hand, control-flow errors can be detected by reusing the on-chip debug interface, existing in most modern microprocessors. Experimental results show an important increase in the system reliability even superior to two orders of magnitude, in terms of mitigation of both SEUs and SETs. Furthermore, the overheads incurred by our technique can be perfectly assumable in low-cost systems.

Regulador linear de tensão em tecnologia HV-CMOS

Atualmente, assiste-se na nossa sociedade a um recurso e uso massivo de equipamentos eletrónicos portáteis. Este facto, aliado à competitividade de mercado, exigiu o desenvolvimento desses equipamentos com o intuito de melhorar a sua gestão de potência e, obter, consequentemente, maior autonomia e rendimento. Assim, na gestão de potência de um SoC são os reguladores de tensão que assumem um papel de extrema importância. O trabalho realizado ao longo da presente dissertação pressupõe o projeto de um regulador linear de tensão do tipo LDO em tecnologia HV-CMOS, capaz de suportar tensões de entrada de 12V com vista à alimentação de blocos funcionais RF-CMOS com 3,3V e uma corrente de 100mA. Foi implementado através do processo CMOS de 0.35μm de 50V da Austria Micro Systems. A corrente de quiescente do regulador linear de tensão que determina a eficiência de corrente é de 120,22μA. Possui uma eficiência de corrente de 99,88% e um rendimento de 82,46% quando a tensão mínima de entrada é utilizada. O regulador linear de tensão possui uma tensão de dropout de 707mV. A estabilidade do sistema é mantida mesmo com transições de carga de 10μA para 100mA. O regulador possui um tempo de estabelecimento inferior a 2,4μs e uma variação da tensão de saída relativamente ao seu valor nominal inferior a 18mV, ambos para o pior caso. Porém, este regulador possui um undershoot e um overshoot de +- 1,85V.

Low-cost disposable ALT electrochemical microsensors for in-vitro hepatotoxic assessment

Liver-on-chip systems are widely seen as having the potential to replace animal testing for long-term liver toxicity assessments. However, such systems necessitate solutions, such as electrochemical microsensors, to provide information about the cells exposed to chemical compounds in a confined space. This study describes the development of microsensors for the detection of alanine-aminotransferase (ALT), an intracellular enzyme found in hepatocytes, for monitoring the viability of in-vitro hepatic cell cultures. The electrochemical sensors were developed by using screen printed electrodes functionalized by drop-casting. These technologies are intended to produce disposable and low-cost sensors that can easily be exchanged once their performance is degraded. The sensors are capable of measuring ALT in a microfluidic environment through the detection of changes in glutamate concentration. The microsensors were found to be stable for more than 60 days and were successfully tested using hepatocellular lysates to assess their capability to quantify ALT activity in a hepatic cell culture. These results open the way to their integration in liver bioreactors to assess hepatocellular toxicity in-vitro.

Progress in silicon-based quantum computation

We review progress at the Australian Centre for Quantum Computer Technology towards the fabrication and demonstration of spin qubits and charge qubits based on phosphorus donor atoms embedded in intrinsic silicon. Fabrication is being pursued via two complementary pathways: a 'top-down' approach for near-term production of few-qubit demonstration devices and a 'bottom-up' approach for large-scale qubit arrays with sub-nanometre precision. The 'top-down' approach employs a low-energy (keV) ion beam to implant the phosphorus atoms. Single-atom control during implantation is achieved by monitoring on-chip detector electrodes, integrated within the device structure. In contrast, the 'bottom-up' approach uses scanning tunnelling microscope lithography and epitaxial silicon overgrowth to construct devices at an atomic scale. In both cases, surface electrodes control the qubit using voltage pulses, and dual single-electron transistors operating near the quantum limit provide fast read-out with spurious-signal rejection.

Protein contact prediction using patterns of correlation

We describe a new method for using neural networks to predict residue contact pairs in a protein. The main inputs to the neural network are a set of 25 measures of correlated mutation between all pairs of residues in two windows of size 5 centered on the residues of interest. While the individual pair-wise correlations are a relatively weak predictor of contact, by training the network on windows of correlation the accuracy of prediction is significantly improved. The neural network is trained on a set of 100 proteins and then tested on a disjoint set of 1033 proteins of known structure. An average predictive accuracy of 21.7% is obtained taking the best L/2 predictions for each protein, where L is the sequence length. Taking the best L/10 predictions gives an average accuracy of 30.7%. The predictor is also tested on a set of 59 proteins from the CASP5 experiment. The accuracy is found to be relatively consistent across different sequence lengths, but to vary widely according to the secondary structure. Predictive accuracy is also found to improve by using multiple sequence alignments containing many sequences to calculate the correlations. (C) 2004 Wiley-Liss, Inc.

Small regulatory RNAs in mammals

Mammalian cells harbor numerous small non-protein-coding RNAs, including small nucleolar RNAs (snoRNAs), microRNAs (miRNAs), short interfering RNAs (siRNAs) and small double-stranded RNAs, which regulate gene expression at many levels including chromatin architecture, RNA editing, RNA stability, translation, and quite possibly transcription and splicing. These RNAs are processed by multistep pathways from the introns and exons of longer primary transcripts, including protein-coding transcripts. Most show distinctive temporal- and tissue-specific expression patterns in different tissues, including embryonal stem cells and the brain, and some are imprinted. Small RNAs control a wide range of developmental and physiological pathways in animals, including hematopoietic differentiation, adipocyte differentiation and insulin secretion in mammals, and have been shown to be perturbed in cancer and other diseases. The extent of transcription of non-coding sequences and the abundance of small RNAs suggests the existence of an extensive regulatory network on the basis of RNA signaling which may underpin the development and much of the phenotypic variation in mammals and other complex organisms and which may have different genetic signatures from sequences encoding proteins.

Interface adaptor logic: A new model for interfacing peripherals in IP based designs

The introduction of standard on-chip buses has eased integration and boosted the production of IP functional cores. However, once an IP is bus specific retargeting to a different bus is time-consuming and tedious, and this reduces the reusability of the bus-specific IP. As new bus standards are introduced and different interconnection methods are proposed, this problem increases. Many solutions have been proposed, however these solutions either limit the IP block performance or are restricted to a particular platform. A new concept is presented that can connect IP blocks to a wide variety of interface architectures with low overhead. This is achieved through the use a special interface adaptor logic layer.

AS REDES SOCIAIS NA INTERNET, O COMPARTILHAMENTO DE INFORMAÇÕES E A ADERÊNCIA AO CONSUMO CONSCIENTE: UM ESTUDO EXPLORATÓRIO NA REGIÃO DO GRANDE ABC PAULISTA

Aliadas aos estudos sobre sustentabilidade, há inúmeras discussões e atitudes para combater consequências do uso irracional dos recursos naturais do planeta. Surge assim o entendimento do consumo, suas influências e alternativas. O indivíduo pode ter hábitos de consumo de forma consumista ou de forma consciente. O consumista é entendido como o oposto dos hábitos do consumidor consciente, sendo levado pelo impulso e pelo estímulo à compra, sem avaliar suas necessidades e impactos futuros. O consumo é de fato indispensável à humanidade. Entretanto, quando aplicado de forma exacerbada e incorreta, pode gerar sérias consequências sociais e/ou ambientais. O consumidor consciente tem a qualificação de avaliar dentre as possibilidades existentes, os impactos que podem ser ocasionados com a aquisição, de tal modo, a minimizar suas consequências e contribuir de alguma forma para uma sociedade mais sustentável. O principal objetivo desta pesquisa foi compreender a aderência dos pesquisados ao comportamento de consumo consciente, bem como avaliar o compartilhamento de informações sobre o tema por pessoas que estão inseridas em alguma rede social na internet, partindo do pressuposto que este é um dos principais meios de comunicação e compartilhamento de informações. Para a pesquisa, foi utilizada a metodologia de análise qualitativa de caráter exploratório e a técnica de entrevistas em profundidade baseada em roteiro semiestruturado. Por meio da análise do conteúdo, a compreensão dos resultados aponta que todos os entrevistados possuem um grau de conhecimento sobre o consumo consciente e a maioria tenta ter algum tipo de ação consciente. Mas, ao mesmo tempo, esses indivíduos podem sofrer influências neste processo principalmente de caráter pessoal, levando à alteração de ação. Com relação ao compartilhamento do tema nas redes sociais na internet, foi possível identificar que grande parte dos entrevistados já teve algum tipo de experiência da situação, mas ainda em pequena escala, com poucas ocorrências. Também acredita-se que o canal pode ser utilizado para a proliferação do tema, o que nos leva à conclusão de que é um canal viável ao compartilhamento. Porém, mediante a ruptura de hábitos, é utilizado para a ocorrência de um maior engajamento por parte dos usuários. A análise apresenta uma compreensão e perspectivas a partir do recorte estudado, abrindo horizonte para novos estudos e aprofundamento das reflexões apresentadas neste trabalho.

O IMPACTO DAS REDES SOCIAIS NA PROFISSÃO DOCENTE

Diante do grande avanço tecnológico e utilização de equipamentos e diversas ferramentas no ensino, além da conectividade a qualquer momento, é possível perceber o grande crescimento do uso das redes sociais tanto pelos alunos como pelos professores. Com este crescimento observa-se uma comunicação mais intensa entre aluno e professor fora do ambiente da sala de aula, principalmente por intermédio das redes sociais, com a comunicação eletrônica envolvendo e-mails, conversas online, trocas de arquivos, fotos, vídeos etc. Considerando essa nova realidade esta pesquisa objetivou investigar se existe um impacto dessa nova forma de comunicação na profissão docente. Nesse contexto, tendo como foco privilegiado o facebook, emergiram alguns questionamentos para análise: essa nova ferramenta auxilia na relação professor-aluno? Ela pode trazer algum impacto positivo e/ou negativo para o professor? Qual a influência do uso dessa rede social nas relações trabalhistas? Sua existência e o seu uso podem influenciar nas decisões da coordenação/direção da escola? O estudo partiu do pressuposto de que as redes sociais exercem impactos positivos e negativos, pois podem se constituir como ferramentas que auxiliam a prática pedagógica. No entanto, no que se refere às relações trabalhistas e também, às relações interpessoais, o professor pode estar vulnerável quanto às suas relações institucionais e profissionais. Fundamentada nas concepções de autores que discorrem sobre a utilização dessas redes, e sobre as características do trabalho frente às novas demandas do capital, a pesquisa de campo, do tipo exploratória, direcionou-se no sentido de identificar esses fatores por meio da análise dos dados investigados com professores que utilizam a rede social facebook. Os resultados confirmaram que há impactos de diversas naturezas no trabalho docente. Esta nova ferramenta, ao mesmo tempo em que pode auxiliar na relação professor-aluno, expõe o docente, e é utilizada, pelas instituições de ensino, como instrumento de controle e de exercício de poder que se refletem nas relações trabalhistas.

City branding:can goods and services branding models be used to brand cities?

A city's branding is investigated using generic product and services branding models. Two generic branding models and tourism segmentation models guide an investigation into city branding 'as it should be' and 'as it is' using Birmingham, England as a case study. The unique characteristics of city brands are identified and Keller's Brand Report Card provides a theoretical framework for building a picture of the brand-building activity taking place in the city. Four themes emerge and are discussed: 1) the impact of a network on brand models developed for organisations; 2) segmentation of brand elements; 3) corporate branding; and 4) the political dimension. A conclusion is that city branding would be more effective if the systems and structures of generic branding models were adopted.

Intracellular protein determination using droplet-based immunoassays

This paper describes the implementation of a sensitive, on-chip immunoassay for the analysis of intracellular proteins, developed using microdroplet technology. The system offers a number of analytical functionalities, enabling the lysis of low cell numbers, as well as protein detection and quantification, integrated within a single process flow. Cells were introduced into the device in suspension and were electrically lysed in situ. The cell lysate was subsequently encapsulated together with antibody-functionalized beads into stable, water-in-oil droplets, which were stored on-chip. The binding of intracellular proteins to the beads was monitored fluorescently. By analyzing many individual droplets and quantifying the data obtained against standard additions, we measured the level of two intracellular proteins, namely, HRas-mCitrine, expressed within HEK-293 cells, and actin-EGFP, expressed within MCF-7 cells. We determined the concentrations of these proteins over 5 orders of magnitude, from ~50 pM to 1 µM. The results from this semiautomated method were compared to those for determinations made using Western blots, and were found not only to be faster, but required a smaller number of cells. © 2011 American Chemical Society.