Locally resonant phononic woodpile: A wide band anomalous underwater acoustic absorbing material

To meet the demand of modern acoustic absorbing material for which acoustic absorbing frequency region can be readily tailored, we introduced woodpile structure into locally resonant phononic crystal (LRPC) and fabricated an underwater acoustic absorbing material, which is called locally resonant phononic woodpile (LRPW). Experimental results show that LRPW has a strong capability of absorbing sound in a wide frequency range. Further theoretical research revealed that LRPC units and woodpile structure in LRPW play an important role in realization of wide band underwater strong acoustic absorption.

Diseño, implementación y evaluación de material didáctico para Educación Primaria en relación a una visita a una explotación agropecuaria

105 p. : il. - Ilustraciones de Oscar Mardones Ruiz

Parylene-C as a new piezoelectric material

The goal of this thesis is to develop a proper microelectromechanical systems (MEMS) process to manufacture piezoelectric Parylene-C (PA-C), which is famous for its chemical inertness, mechanical and thermal properties and electrical insulation. Furthermore, piezoelectric PA-C is used to build miniature, inexpensive, non-biased piezoelectric microphones.

These piezoelectric PA-C MEMS microphones are to be used in any application where a conventional piezoelectric and electret microphone can be used, such as in cell phones and hearing aids. However, they have the advantage of a simplified fabrication process compared with existing technology. In addition, as a piezoelectric polymer, PA-C has varieties of applications due to its low dielectric constant, low elastic stiffness, low density, high voltage sensitivity, high temperature stability and low acoustic and mechanical impedance. Furthermore, PA-C is an FDA approved biocompatible material and is able to maintain operate at a high temperature.

To accomplish piezoelectric PA-C, a MEMS-compatible poling technology has been developed. The PA-C film is poled by applying electrical field during heating. The piezoelectric coefficient, -3.75pC/N, is obtained without film stretching.

The millimeter-scale piezoelectric PA-C microphone is fabricated with an in-plane spiral arrangement of two electrodes. The dynamic range is from less than 30 dB to above 110 dB SPL (referenced 20 µPa) and the open-circuit sensitivities are from 0.001 – 0.11 mV/Pa over a frequency range of 1 - 10 kHz. The total harmonic distortion of the device is less than 20% at 110 dB SPL and 1 kHz.

Phase control of switching from positive to negative index material in a four-level atomic system

Electric and magnetic responses of the medium to the probe field are analysed in a four-level loop atomic system by taking into account the relative phase of the applied fields. An interesting phenomenon is found: under suitable conditions, a change of the refractive index from positive to negative can occur by modulating the relative phase of the applied fields. Then the medium can be switched from a positive index material to a negative index material in our scheme. In addition, a negative index material can be realized in different frequency regions by adjusting the relative phase. It may give us a convenient way to obtain the desired material with positive or negative index.

Material berritzaile eta originalaren sorkuntza matematika lantzeko

Matematikaren ikaskuntza-irakaskuntza prozesuaren elementu nabarmen bat erabiltzen diren material eta baliabideak dira, eta horien artean unitate didaktikoak eta proiektuak. Era askotakoak daude, baina gehienak zaharkiturik daude eta ez dute ikasleen interesa eta motibazioa pizten. Umeen errealitatea, gustuak eta nahiak, eduki, kolore eta jolasekin erlazionaturik dagoen proiektu original eta berritzailea sortzea izan da lan honen helburua. Ikasleak era aktiboan barneratuko dituzte edukiak eta praktikara eraman ahal izango dituzte, ikasketa esanguratsua eta parte hartzailea bultzatuz. Horrek guztiak haurren egunerokotasuna eta interesak barne hartzen dituen proiektu honetan eragina du, emaitza positiboak jasotzerako orduan, eta beraz, ikasleen aldetik, harrera ezin hobea eskaintzen du.

Extracting material response from simple mechanical tests on hardening-softening-hardening viscoplastic solids

Compliant foams are usually characterized by a wide range of desirable mechanical properties. These properties include viscoelasticity at different temperatures, energy absorption, recoverability under cyclic loading, impact resistance, and thermal, electrical, acoustic and radiation-resistance. Some foams contain nano-sized features and are used in small-scale devices. This implies that the characteristic dimensions of foams span multiple length scales, rendering modeling their mechanical properties difficult. Continuum mechanics-based models capture some salient experimental features like the linear elastic regime, followed by non-linear plateau stress regime. However, they lack mesostructural physical details. This makes them incapable of accurately predicting local peaks in stress and strain distributions, which significantly affect the deformation paths. Atomistic methods are capable of capturing the physical origins of deformation at smaller scales, but suffer from impractical computational intensity. Capturing deformation at the so-called meso-scale, which is capable of describing the phenomenon at a continuum level, but with some physical insights, requires developing new theoretical approaches.

A fundamental question that motivates the modeling of foams is ‘how to extract the intrinsic material response from simple mechanical test data, such as stress vs. strain response?’ A 3D model was developed to simulate the mechanical response of foam-type materials. The novelty of this model includes unique features such as the hardening-softening-hardening material response, strain rate-dependence, and plastically compressible solids with plastic non-normality. Suggestive links from atomistic simulations of foams were borrowed to formulate a physically informed hardening material input function. Motivated by a model that qualitatively captured the response of foam-type vertically aligned carbon nanotube (VACNT) pillars under uniaxial compression [2011,“Analysis of Uniaxial Compression of Vertically Aligned Carbon Nanotubes,” J. Mech.Phys. Solids, 59, pp. 2227–2237, Erratum 60, 1753–1756 (2012)], the property space exploration was advanced to three types of simple mechanical tests: 1) uniaxial compression, 2) uniaxial tension, and 3) nanoindentation with a conical and a flat-punch tip. The simulations attempt to explain some of the salient features in experimental data, like
1) The initial linear elastic response.
2) One or more nonlinear instabilities, yielding, and hardening.

The model-inherent relationships between the material properties and the overall stress-strain behavior were validated against the available experimental data. The material properties include the gradient in stiffness along the height, plastic and elastic compressibility, and hardening. Each of these tests was evaluated in terms of their efficiency in extracting material properties. The uniaxial simulation results proved to be a combination of structural and material influences. Out of all deformation paths, flat-punch indentation proved to be superior since it is the most sensitive in capturing the material properties.

Desenvolvimento de material compósito polimérico para utilização na confecção de troquéis

Na Odontologia, ao se confeccionar peças restauradoras dentárias, pela técnica indireta, o processo mais rotineiramente empregado utiliza um modelo de gesso, obtido a partir de um molde de elastômero, tomado de um dente preparado. Vários fatores podem influenciar na boa precisão de ajustes destas peças como o escoamento do material de vazamento dentro da moldagem, a compatibilidade do material de vazamento com o da moldagem, o tempo de presa, a estabilidade dimensional, a resistência mecânica do material quando da separação moldagem/modelo, a resistência a abrasão e a fidelidade de reprodução de detalhes. Materiais foram introduzidos na odontologia para utilização na confecção de troquéis no intuito de minimizar as desvantagens do gesso, como baixa resistência a abrasão e ligeira expansão de presa. Dentre eles os troquéis metalizados e as resinas epóxicas, que tem vantagens em relação às propriedades mecânicas, porém o primeiro exige técnica demorada e de alto custo e o segundo apresenta contração. O presente trabalho se propõe a testar uma nova composição de poliéster insaturado com estireno adicionado ao carbonato de cálcio em diferentes proporções (10, 20, 30, 40, 50, 60 e 70%) e compará-la ao gesso tipo IV e a resina epoxídica com óxido de alumínio, através de ensaios mecânicos, de abrasão e de alteração dimensional, para avaliar a possibilidade de sua utilização como material de confecção de troquéis para a construção de restaurações indiretas. Para caracterização dos materiais foram feitas análises de espectrometria no infravermelho, Calorimetria de varredura diferencial, termogravimétrica e Microscopia eletrônica de varredura. O compósito a base de poliéster insaturado com 50% de carbonato de cálcio se mostrou viável para utilização como material para troquel. Quando comparado aos materiais de controle mostrou propriedades mecânicas próximas as da resina epoxídica e bem superiores ao gesso, resistência a abrasão superior ao gesso e inferior a resina epoxídica e alteração dimensional próxima a resina epoxídica e maior ao gesso. Sendo a formulação do poliéster/carbonato de cálcio apenas constituída de polímero, catalisador e carga, é possível melhorar a formulação modificando a carga e/ou acrescentando aditivos visando minimizar a contração de polimerização.

1.55-mu m InGaAs/InGaAlAs MQW vertical-cavity surface-emitting lasers with InGaAlAs/InP distributed Bragg reflectors

High-performance InGaAs/InGaAlAs multiple-quantum-well vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs) with lnGaAlAs/InP distributed Bragg reflectors are proposed for operation at the wavelength of 1.55 mum. The lasers have good heat diffusion characteristic, large index contrast in DBRs, and weak temperature sensitivity. They could be fabricated either by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) or by molecular beam epitaxy (MBE) growth. The laser light-current characteristics indicate that a suitable reflectivity of the DBR on the light output side in a laser makes its output power increase greatly and its lasing threshold current reduce significantly, and that a small VCSEL could output the power around its maximum for the output mirror at the reflectivity varying in a broader range than a large VCSEL does. (C) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The extent of the rearrangement of material in Neuwerk/Scharhom flat [Translation from: Hamburger Kuestenforschung 33, 1-24 [p23 only], 1975]

Investigations of the rearrangement of material in Neuwerk/Scharhom flat showed that with the exception of the western border/edge and the parts of the Elbe and Oste shores/banks which lie most seawards, the entire mudflat area is only infrequently exposed to strong hydraulic forces. Only in extreme conditions, which on average occur rarely more than once a year, would the mudflats be severely affected. This partial translation provides the summary of the original article only.

Avaliação da influência do material de confecção das matrizes no teste de conversão monomérica por espectrometria no infravermelho de um compósito

Este estudo teve por objetivo avaliar, in vitro, a influência do material de confecção das matrizes, traçando um perfil da conversão monomérica de um compósito micro-híbrido, além de avaliar qual dos materiais testados mais se assemelha a uma matriz de dentina. A avaliação foi feita através da análise do grau de conversão (GC). Foram confeccionadas 3 matrizes bipartidas, sendo estas de teflon negro, tefon branco e aço inoxidável, ambas com 10mm de diâmetro e 2 mm de profundidade. Para o grupo controle foi utilizado um incisivo central bovino, o qual teve sua face vestibular aplainada em uma lixadeira sob refrigeração constante, com o auxílio de uma lixa de carbeto de silício, número 800. Após, este dente foi preparado com uma broca diamantada número 2294 (KG Sorensen) em alta rotação, própria para a preparação de cavidades padronizadas para ensaios de laboratório, apresentando um limitador de penetração. Em seguida, com um motor de baixa rotação foi realizado o acabamento das paredes, obtendo-se uma cavidade de 2,0 mm de profundidade por 9,0 mm de diâmetro. Pela palatina desse dente, com uma broca carbide cilíndrica de numeração 2056 (KG Sorensen), fez-se uma penetração até se obter uma parede de dentina extremamente fina, porém sem que esta fosse rompida. Assim, com uma agulha, fez-se uma pequena perfuração no centro dessa dentina para que este instrumental servisse como um pino para remoção do corpo de prova de dentro da matriz de dente. Os corpos de prova (CP) foram obtidos a partir da inserção do compósito no interior da perfuração das matrizes em um único incremento e cobertos na superfície externa com uma matriz de poliéster mais uma lamínula de vidro. Os CP foram fotopolimerizados por 40 s pela fonte de luz halógena Optilux 501 (Demetron), com 500 mW/cm. Imediatamente após a polimerização, os corpos de prova eram submetidos no topo e na base para a análise de espectrometria no infravermelho para a determinação da profundidade de polimerização, pela técnica do filme vazado para o compósito não polimerizado e pela técnica da pastilha de brometo de potássio (KBr) para o compósito polimerizado. Foram confeccionados 5 CP de cada grupo. Em cada grupo, o compósito da base e do topo das amostras foi moído até se obter de 1,5 a 2,0 mg de pó e misturado com 70 mg de KBr, para obtenção da pastilha de KBr. Foi feita a análise de espectrofotometria no infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR). As absorções selecionadas para o cálculo foram 1610 cm-1 e 1637 cm-1, os picos dos espectros das ligações dos carbonos aromáticos e alifáticos, respectivamente. Os dados obtidos foram tratados estatisticamente. Os grupos Gr1B, Gr2B, Gr3B e Gr4B representam, respectivamente, as bases dos CP confeccionados pelas matrizes de DB, TN, TB e AI. Já os Gr1T, Gr2T, Gr3T e Gr4T representam os topos. Médias (%) e DP: Gr1T (46,461,99), Gr2T (39,864,51), Gr3T (44,053,44) e Gr4T (38,045,08). Gr1B (40,441,49), Gr2B (36,153,81), Gr3B (40,093,18) e Gr4B (35,593,35). Em posse dos resultados, pôde-se concluir que os grupos do teflon negro, teflon branco e aço inoxidável não apresentaram diferenças entre o grau de conversão do topo e da base, enquanto que o grupo da dentina apresentou maior conversão do topo. Comparando as matrizes entre elas, pôde-se perceber que no topo, o GC do dente bovino é maior que o GC do aço inoxidável e do que o de teflon negro, o GC do teflon branco é maior que o GC do aço inoxidável e do que o de teflon negro. Já o topo dos grupos de dente bovino e teflon banco foram semelhantes. Nas bases dos CPs, não houve diferença significativa entre os grupos testados. De acordo com os resultados obtidos no experimento, pôde-se concluir que nos grupos do teflon negro, teflon branco e aço inoxidável não houve diferença entre 0 e 2 mm, ou seja, topo e base, o que mostra que o material de confecção da matriz não influênciou o grau de conversão do compósito. Já para o grupo da matriz de dentina, o topo apresentou valor de conversão monomérica maior, mostrando que, neste caso, o material da matriz interferiu no grau de conversão. Pode-se perceber também que existe uma tendência da matriz de teflon branco se assemelhar mais a matriz de dentina, pois foi o único grupo que apresentou semelhança nos valores de conversão monomérica no topo das amostras. Porém analisando a base das amostras, percebe-se que todos os grupos se comportaram de forma semelhante, obtendo valores do grau de conversão sem diferença significante.

Material probiotiko baten mikrohuinen bidezko lehorketa

Industria mailan, jaki eta elikagaien prozesamenduaz arduratzen den sektorea garrantzi handia hartzen ari da azken aldian. Batez ere, probiotikoak dituzten elikagaiak dira garrantzia hartzen ari direnak, hauek, onura asko ematen baitizkie hartzen dituen os talariari. Horrela, industriak prozesamendu a azkar ra , merkea eta kalitatekoa izatea bilatzen du. Lan honetan, helburu hauek lort zeko, mikrouhinen teknologia proposatu da; prozesamendu denborak laburtzeko eta produktuaren kalitate ona bermatzeko asmoz. Mat eriala termosentsiblea denez, lehorketa tenperaturekiko izan ditzake en arazoak saihesteko, kapsulen barruan sartzea erabaki da; horrela, biltegiratze orduan eta prozesamendu orduan produktuaren kalitatea mantentzeko. Aurreko guztia kontsideratuta, Sacchar omyces cerevisiae legamiaren mikrouhinen bidezko lehorketa burutzera abiatu da. Prozesuaren zinetika, balorazio energetikoa, deshidratazioaren kalitatea eta mikroorganismoen bideragarritasuna izan dira aztertu diren faktoreak. Esperimentuak burutu ondoren lehorketa prozesurako estrategia optimoa aukeratu da, prozesu guztian operazio aldagaiak k ontrolatuz , produktuaren lehorketa maila eta masa galera azter tuz eta tenperaturen jarraipena eginez.