Pulsed plasma polymerization of hexamethyldisiloxane onto wool : control of moisture vapor transmission rate and surface adhesion

A new fabric with potential in medical textiles has been developed by application of a surface coating on wool using pulsed plasma polymerization of HMDSO. This coating enabled a controllable MVTR and surface adhesion. MVTR in the range recommended for optimum wound healing was obtained by varying frequency, monomer pressure and deposition time. Lower surface adhesion was achieved. Peeling tests, contact angle measurements, SPM force curves and ATR FT-IR were used to characterize the surfaces for both wool and a PE model substrate. All these results were consistent with a decrease in surface energy after PP-HMDSO treatment. ATR FT-IR results showed a siloxane film with less organic Si(CH₃)_n groups and more SiOSi cross-links.

High rates of oxygen reduction over a vapor phase-polymerized PEDOT electrode

The air electrode, which reduces oxygen (O₂), is a critical component in energy generation and storage applications such as fuel cells and metal/air batteries. The highest current densities are achieved with platinum (Pt), but in addition to its cost and scarcity, Pt particles in composite electrodes tend to be inactivated by contact with carbon monoxide (CO) or by agglomeration. We describe an air electrode based on a porous material coated with poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), which acts as an O₂ reduction catalyst. Continuous operation for 1500 hours was demonstrated without material degradation or deterioration in performance. O₂ conversion rates were comparable with those of Pt-catalyzed electrodes of the same geometry, and the electrode was not sensitive to CO. Operation was demonstrated as an air electrode and as a dissolved O₂ electrode in aqueous solution.

Facile fabrication of superhydrophobic conductive graphite nanoplatelet/vapor-grown carbon fiber/polypropylene composite coatings

The fabrication of superhydrophobic surfaces with mechanical durability is challenging because the surface microstructure is easily damaged. Herein, we report superhydrophobic conductive graphite nanoplatelet (GNP)/vapor-grown carbon fiber (VGCF)/polypropylene (PP) composite coatings with mechanical durability by a hot-pressing method. The as-prepared GNP/VGCF/PP composite coatings showed water contact angle (WCA) above 150° and sliding angle (SA) less than 5°. The superhydrophobicity was improved with the increase of VGCF content in the hybrid GNP and VGCF fillers. The more VGCFs added in the GNP/VGCF/PP composite coating, the higher porosity on the surface was formed. Compared to the GNP/PP and VGCF/PP composite coatings, the GNP and VGCF hybrid fillers exhibited more remarkable synergistic effect on the electrical conductivity of the GNP/VGCF/PP composite coatings. The GNP/VGCF/PP composite coating with GNP:VGCF = 2:1 possessed a sheet resistance of 1 Ω/sq. After abrasion test, the rough microstructure of the GNP/VGCF/PP (2:1) composite coating was mostly restored and the composite coating retained superhydrophobicity, but not for the VGCF/PP composite coating. When the superhydrophobic surface is mechanically damaged with a loss of superhydrophobicity, it can be easily repaired by a simple way with adhesive tapes. Moreover, the oil-fouled composite surface can regenerate superhydrophobicity by wetting the surface with alcohol and subsequently burning off alcohol.

Epitaxial growth of multi-structure sno2 by chemical vapor deposition

The nanowire and whisker heterostructures of tin dioxide were fabricated by the chemical vapor deposition technique. It was demonstrated that various structures of tin oxide can be obtained by controlling the thickness of gold layer and the partial pressure of source vapor at growing sites. 12.5 and 25 nm thicknesses are preferable for the epitaxial growth of nanowires and heterostructure through vapor-liquid-solid mechanism, respectively. The tin dioxide whiskers with core-shell structure were fabricated by vapor-solid mechanism. Meanwhile, the influences of various factors on the tin dioxide growth are also discussed.

Avian assemblages at bird baths: a comparison of urban and rural bird baths in Australia

Private gardens provide habitat and resources for many birds living in human-dominated landscapes. While wild bird feeding is recognised as one of the most popular forms of human-wildlife interaction, almost nothing is known about the use of bird baths. This citizen science initiative explores avian assemblages at bird baths in private gardens in south-eastern Australia and how this differs with respect to levels of urbanisation and bioregion. Overall, 992 citizen scientists collected data over two, four-week survey periods during winter 2014 and summer 2015 (43% participated in both years). Avian assemblages at urban and rural bird baths differed between bioregions with aggressive nectar-eating species influenced the avian assemblages visiting urban bird baths in South Eastern Queensland, NSW North Coast and Sydney Basin while introduced birds contributed to differences in South Western Slopes, Southern Volcanic Plains and Victorian Midlands. Small honeyeaters and other small native birds occurred less often at urban bird baths compared to rural bird baths. Our results suggest that differences between urban versus rural areas, as well as bioregion, significantly influence the composition of avian assemblages visiting bird baths in private gardens. We also demonstrate that citizen science monitoring of fixed survey sites such as bird baths is a useful tool in understanding large-scale patterns in avian assemblages which requires a vast amount of data to be collected across broad areas.

Efeitos de explosão de nuvem de vapor inflamável

Neste trabalho é feito um estudo do processo de dispersão e combustão de uma mistura gasosa, assim como uma avaliação de alguns dos vários métodos disponíveis para estimar os resultados de uma explosão de nuvem de gás inflamável-ar. O método Multienergia foi utilizado para estimar os campos de sobrepressão resultantes de explosões de nuvens de GLP em áreas congestionadas pela presença de árvores, próximas a esferas de armazenamento de gás. Foram considerados como áreas congestionadas propícias para geração de turbulência os hortos florestais como os comumente encontrados em torno de indústrias petroquímicas e refinarias de petróleo. Foram feitas simulações para áreas de horto florestal de formato quadrado variando entre 50.000 m2 e 250.000 m2 e altura de 10 m. Para avaliar o efeito da explosão sobre a esfera, o critério de risco se baseou num elongamento máximo de 0,2% dos tirantes críticos de sustentação da mesma. Foram avaliados os efeitos destas explosões sobre uma esfera de GLP de diâmetro externo de 14,5 m para distâncias de 10 a 100 m entre a esfera e a borda do horto. É mostrado que áreas congestionadas com no mínimo 100.000 m2 podem representar um risco para a integridade das esferas menos preenchidas com GLP. Do ponto de vista da segurança das unidades de armazenamento, foi visto com base nos resultados obtidos que é preferível manter um menor número de esferas com maior preenchimento do que dividir o volume de GLP disponível entre várias unidades. Foi estimado que para áreas com grau de congestionamento de 25% a distância mínima segura entre a borda do horto e a esfera varia entre 10 m, para hortos com área de 100.000 m2, e 87,6 m, para hortos de 250.000 m2 A influência do espaçamento das árvores, representada pelo grau de obstrução da área de passagem da frente de chama, também foi analisada, indicando o quanto sua alteração pode afetar a distância mínima segura para as esferas. Por fim são feitas recomendações quanto à distância mínima entre o parque de esferas e o horto, bem como outras formas de diminuir o risco representado por explosões oriundas da formação acidental de mistura inflamável no interior dos mesmos.

Caracterização da resistência a corrosão de camadas obtidas por nitretação a plasma e deposição física de vapor sobre aço inoxidável AISI 316 L

A técnica de revestimento duplex combina dois processos: o tratamento de nitretação a plasma da superfície e a deposição de uma camada via PVD. O processo de nitretação a plasma sob condições controladas pode produzir a chamada “fase S” sem a presença de nitretos de cromo, o que confere ao aço tratado maior dureza e melhor resistência à corrosão. Os revestimentos de nitreto de titânio melhoram a dureza superficial do material, porém defeitos e poros podem expor o substrato ao meio. Este trabalho consiste no estudo da resistência à corrosão do aço inoxidável austenítico AISI 316L revestido com camada duplex em meio contendo cloretos. As camadas nitretadas a plasma foram obtidas pelo processo de nitretação iônica e os revestimentos Ti/TiN foram obtidos pelo processo de deposição física de vapor assistida por plasma (PAPVD). Os corpos de prova foram inicialmente avaliados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a composição das fases foi identificada por difração de raios-x (DRX). A dureza foi avaliada por nanoidentação e a rugosidade superficial também foi medida. Os testes de resistência à corrosão foram feitos por voltametria cíclica (VC) e os ensaios de corrosão acelerada em câmara de névoa salina. A amostra nitretada a 400°C por 4 horas e mistura gasosa de 5%N2- 95%H2 apresentou o melhor desempenho de resistência à corrosão em meio contendo cloretos. A resistência à corrosão foi associada à estrutura obtida após o tratamento por nitretação a plasma e deposição física de vapores (PVD).

Transferência de calor combinando radiação e convecção no interior de dutos de geradores de vapor fumotubulares

Esta dissertação de mestrado considera a transferência de calor combinando convecção e radiação térmica no escoamento de gases participantes em dutos de seção circular. Partindo de uma metodologia geral, o trabalho enfoca principalmente os casos típicos de aplicação em geradores de vapor fumotubulares de pequeno e médio porte, em que gases em alta temperatura escoam através de um tubo mantido em temperatura uniforme. O escoamento é turbulento e o perfil de velocidade é plenamente desenvolvido desde a entrada do duto. A temperatura do gás, contudo, é uniforme na entrada, considerando-se a região de desenvolvimento térmico. Duas misturas de gases são tratadas, ambas constituídas por dióxido de carbono, vapor d’água e nitrogênio, correspondendo a produtos típicos da combustão estequiométrica de óleo combustível e metano. As propriedades físicas dos gases são admitidas uniformes em todo o duto e calculadas na temperatura de mistura média, enquanto que as propriedades radiantes são modeladas pela soma-ponderada-de-gases-cinzas. O campo de temperatura do gás é obtido a partir da solução da equação bidimensional da conservação da energia, sendo os termos advectivos discretizados através do método de volumes de controle com a função de interpolação Flux-Spline; as trocas de energia radiantes são avaliadas por meio do método das zonas, onde cada zona de radiação corresponde a um volume de controle. Em um primeiro passo, a metodologia é verificada pela comparação com resultados apresentados na literatura para a transferência de calor envolvendo apenas convecção e combinando convecção com radiação. Em seguida, discutem-se alguns efeitos da inclusão da radiação térmica, por exemplo, no número de Nusselt convectivo e na temperatura de mistura do gás. Finalmente, são propostas correlações para o número de Nusselt total, que leva em conta tanto a radiação quanto a convecção. Essa etapa exige inicialmente uma análise dos grupos adimensionais que governam o processo radiante para redução do número elevado de parâmetros independentes. As correlações, aplicáveis a situações encontradas em geradores de vapor fumotubulares de pequeno e médio porte, são validadas estatisticamente pela comparação com os resultados obtidos pela solução numérica.

Desenvolvimento de pastas de cimento flexíveis para poços de petróleo submetidos à injeção de vapor utilizando látex do tipo SBR

Novel cementing materials formulations containing flexible polymeric admixtures have been studied aiming at improving the mechanical behavior of oil well cement slurries submitted to steam injection. However, research activities in this sector are still under development. The steam injected directly into the well causes casing dilation, which after a reduction in temperature, tends to return to its original dimensions, resulting in crack formation and hydraulic isolation loss of the well, which will result in shortening of well life. In this scenario, the objective of the present study was to evaluate the mechanical behavior of Portland-based slurries containing SBR latex, applied in oil well cementing of wells submitted to steam injection. Were formulated slurries with densities of 1.797 g/cm3 (15.0 lb/Gal) and 1.869 g/cm3 (15.6 lb/Gal), containing admixtures with a latex concentration of 0; 66.88; 133.76; 200.64 and 267.52 L/m3 (0, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 gpc). Tests including rheology, fluid loss control, thickening time, API compressive strength and splitting tensile strength, beyond steam injection simulation. Microstrutural characteristics of the slurries were also performed (XRD, TG, FTIR and SEM). The results showed that increasing the polymer concentration increased in the rheological properties and fluid loss, and a decrease in the elasticity modulus of the cement slurries. The results obtained showed that the slurries can be applied in cementing operations of oil wells submitted to steam injection.