Serviceability behaviour of fibre reinforced polymer reinforced concrete beams

El uso de materiales compuestos de matriz polimérica (FRP) emerge como alternativa al hormigón convencionalmente armado con acero debido a la mayor resistencia a la corrosión de dichos materiales. El presente estudio investiga el comportamiento en servicio de vigas de hormigón armadas con barras de FRP mediante un análisis teórico y experimental. Se presentan los resultados experimentales de veintiséis vigas de hormigón armadas con barras de material compuesto de fibra de vidrio (GFRP) y una armada con acero, todas ellas ensayadas a flexión de cuatro puntos. Los resultados experimentales son analizados y comparados con algunos de los modelos de predicción más significativos de flechas y fisuración, observándose, en general, una predicción adecuada del comportamiento experimental hasta cargas de servicio. El análisis de sección fisurada (CSA) estima la carga última con precisión, aunque se registra un incremento de la flecha experimental para cargas superiores a las de servicio. Esta diferencia se atribuye a la influencia de las deformaciones por esfuerzo cortante y se calcula experimentalmente. Se presentan los aspectos principales que influyen en los estados límites de servicio: tensiones de los materiales, ancho máximo de fisura y flecha máxima permitida. Se presenta una metodología para el diseño de dichos elementos bajo las condiciones de servicio. El procedimiento presentado permite optimizar las dimensiones de la sección respecto a metodologías más generales.

Simulation of interlaminar and intralaminar damage in polymer-based composites for aeronautical applications under impact loading

La aplicación de materiales compuestos de matriz polimérica reforzados mediante fibras largas (FRP, Fiber Reinforced Plastic), está en gradual crecimiento debido a las buenas propiedades específicas y a la flexibilidad en el diseño. Uno de los mayores consumidores es la industria aeroespacial, dado que la aplicación de estos materiales tiene claros beneficios económicos y medioambientales. Cuando los materiales compuestos se aplican en componentes estructurales, se inicia un programa de diseño donde se combinan ensayos reales y técnicas de análisis. El desarrollo de herramientas de análisis fiables que permiten comprender el comportamiento mecánico de la estructura, así como reemplazar muchos, pero no todos, los ensayos reales, es de claro interés. Susceptibilidad al daño debido a cargas de impacto fuera del plano es uno de los aspectos de más importancia que se tienen en cuenta durante el proceso de diseño de estructuras de material compuesto. La falta de conocimiento de los efectos del impacto en estas estructuras es un factor que limita el uso de estos materiales. Por lo tanto, el desarrollo de modelos de ensayo virtual mecánico para analizar la resistencia a impacto de una estructura es de gran interés, pero aún más, la predicción de la resistencia residual después del impacto. En este sentido, el presente trabajo abarca un amplio rango de análisis de eventos de impacto a baja velocidad en placas laminadas de material compuesto, monolíticas, planas, rectangulares, y con secuencias de apilamiento convencionales. Teniendo en cuenta que el principal objetivo del presente trabajo es la predicción de la resistencia residual a compresión, diferentes tareas se llevan a cabo para favorecer el adecuado análisis del problema. Los temas que se desarrollan son: la descripción analítica del impacto, el diseño y la realización de un plan de ensayos experimentales, la formulación e implementación de modelos constitutivos para la descripción del comportamiento del material, y el desarrollo de ensayos virtuales basados en modelos de elementos finitos en los que se usan los modelos constitutivos implementados.

Utilização de materiais de origem vegetal em produtos farmacêuticos e cosméticos de aplicação cutânea

As plantas são importantes em dermatologia devido aos seus efeitos adversos ou benéficos na pele e em doenças da pele, respetivamente. Todos os países têm-se baseado nos conhecimentos passados, ou continuam a basear-se em plantas medicinais para os cuidados de saúde primários. A utilização de extratos de plantas medicinais para o tratamento de doenças cutâneas tem sido baseada principalmente em evidência histórica, por causa da falta de literatura científica no que diz respeito à eficácia dos extratos de plantas em ensaios clínicos controlados. Nesta monografia são abordados os aspetos benéficos da utilização de plantas medicinais na psoríase, celulite e na cicatrização de feridas, assim como o seu uso em medicamentos e cosméticos de aplicação cutânea.

Integração do elemento vegetal no edificado

Esta dissertação é muito mais do que um trabalho sobre ajardinamento de edifícios, pois pretende-se que seja uma ferramenta de ajuda em benefício da transformação de milhares de metros quadrados, das coberturas e das fachadas, muitas vezes negligenciados, em espaços verdes públicos beneficiando, não somente, os promotores imobiliários mas, acima de tudo os seus ocupantes e usufrutuários, que desta forma podem tirar partido de novos espaços de estar, ao ar livre. Enquanto a cidade, ao nível térreo, apresenta um aumento de tráfego rodoviário, com inegável poluição e confusão, é possível, desta forma, usufruir de um espaço aberto. Esta dissertação procura estudar os edifícios que já integram o elemento vegetal no seu conceito e que sejam um sucesso na forma como usam o elemento vegetal, de modo a divulgar as técnicas de construção, entender as decisões dos projectistas e o impacto nos utilizadores que habitam e usufruem dos espaços – Análise-Pós-Ocupação. Esta dissertação pretende demonstrar o quanto é importante que as cidades apresentem espaços verdes para uso da população. As zonas verdes existentes nas cidades são inequivocamente um importante indicador da qualidade ambiental existente nessas mesmas cidades. As coberturas e fachadas verdes arrefecem os edifícios, capturam e filtram as águas da chuva, proporcionam habitat à vida selvagem, reduzem o efeito de estufa das cidades, proporcionam uma preciosidade estética, uma experiência recreativa e por vezes comida, para os habitantes das cidades. Pretende-se assim, focar os benefícios humanos, sociais e naturais que se obtêm ao introduzir vegetação nas paredes, terraços, pátios e coberturas dos edifícios. Assim foi considerado útil usar uma metodologia para também analisar o tipo de espécies usadas nos estudos de caso, e determinar a necessidade de uma ferramenta para que a selecção vegetal respeite critérios de biodiversidade e melhor adaptabilidade aos ecossistemas locais, sabendo de antemão que não podem nem pretendem substituir os habitats naturais, que as cidades também podem e devem apresentar.

Finite-stretching corrections to the Milner-Witten-Cates theory for polymer brushes

This paper investigates finite-stretching corrections to the classical Milner-Witten-Cates theory for semi-dilute polymer brushes in a good solvent. The dominant correction to the free energy originates from an entropic repulsion caused by the impenetrability of the grafting surface, which produces a depletion of segments extending a distance $\mu \propto L^{-1}$ from the substrate, where $L$ is the classical brush height. The next most important correction is associated with the translational entropy of the chain ends, which creates the well-known tail where a small population of chains extend beyond the classical brush height by a distance $\xi \propto L^{-1/3}$. The validity of these corrections is confirmed by quantitative comparison with numerical self-consistent field theory.

Significance of cross correlations in the stress relaxation of polymer melts

According to linear response theory, all relaxation functions in the linear regime can be obtained using time correlation functions calculated under equilibrium. In this paper, we demonstrate that the cross correlations make a significant contribution to the partial stress relaxation functions in polymer melts. We present two illustrations in the context of polymer rheology using (1) Brownian dynamics simulations of a single chain model for entangled polymers, the slip-spring model, and (2) molecular dynamics simulations of a multichain model. Using the single chain model, we analyze the contribution of the confining potential to the stress relaxation and the plateau modulus. Although the idea is illustrated with a particular model, it applies to any single chain model that uses a potential to confine the motion of the chains. This leads us to question some of the assumptions behind the tube theory, especially the meaning of the entanglement molecular weight obtained from the plateau modulus. To shed some light on this issue, we study the contribution of the nonbonded excluded-volume interactions to the stress relaxation using the multichain model. The proportionality of the bonded/nonbonded contributions to the total stress relaxation (after a density dependent "colloidal" relaxation time) provides some insight into the success of the tube theory in spite of using questionable assumptions. The proportionality indicates that the shape of the relaxation spectrum can indeed be reproduced using the tube theory and the problem is reduced to that of finding the correct prefactor. (c) 2007 American Institute of Physics

Defining Structure in Electrospun Polymer Fibres

We use a combination of microscopy, x-ray scattering and neutron scattering to show how structure develops in micro and nano-size polymer fibres prepared by electrospinning. The technique has been applied to a range of different polymers, an amorphous system (polystyrene), a crystallisable polymer (poly-epsilon-caprolactone), a composite systems (polyethylene oxide or poly vinyl alcohol containing polypyrrole) and consider the possibility of self assembly (gelatin).

Combination therapy: opportunities and challenges for polymer-drug conjugates as anticancer nanomedicines.

The discovery of new molecular targets and the subsequent development of novel anticancer agents are opening new possibilities for drug combination therapy as anticancer treatment. Polymer-drug conjugates are well established for the delivery of a single therapeutic agent, but only in very recent years their use has been extended to the delivery of multi-agent therapy. These early studies revealed the therapeutic potential of this application but raised new challenges (namely, drug loading and drugs ratio, characterisation, and development of suitable carriers) that need to be addressed for a successful optimisation of the system towards clinical applications.

Polymer-drug conjugates for combination anticancer therapy: investigating the mechanism of action.

We developed a family of polymer-drug conjugates carrying the combination of the anticancer agent epirubicin (EPI) and nitric oxide (NO). EPI-PEG-(NO)8, carrying the highest content of NO, displayed greater activity in Caco-2 cells while it decreased toxicity against endothelium cells and cardiomyocytes with respect to free EPI. FACS and confocal microscopy confirmed conjugates internalization. Light scattering showed formation of micelle whose size correlated with internalization rate. EPI-PEG-(NO)8 showed increased bioavailability in mice compared to free EPI.