Síntese de óxidos metálicos binários suportados em carbono amorfo (printex 6L) para a produção eletroquímica de peróxido de hidrogênio (H2O2)

O presente trabalho visa o estudo da eletrossíntese de H2O2 a partir da reação de redução de oxigênio (RRO) utilizando carbono Printex 6L modificado com óxidos binários compostos de nióbio, molibdênio e paládio, síntetizados pelo método dos precursores poliméricos. A análise dos materiais preparados foi feita a partir de experimentos de análise termogravimétrica (do inglês, TGA), fluorescência de raios X (FRX) e também de difração de raios X (DRX). As temperaturas de síntese foram escolhidas a partir dos resultados de TGA e tendo como temperatura máxima de 400 °C. As análises dos espectros de emissão de FRX mostraram a eficiência na incorporação dos materiais na matriz de carbono. Experimentos de DRX mostraram a presença de fases cristalinas de MoO2 e Nb2 O5 e PdO, e em comparação aos resultados da técnica de voltametria cíclica, existem pares redox que podem ser associados as transições dos metais nos estados de oxidação de +4 e +5, para molibdênio e nióbio, respectivamente e do estado +2 para o paládio. Nos experimentos de voltametria de varredura linear pode-se observar a tendência de maior geração de H2O2 pelo material com teor de 1% NbMo quando comparado com o carbono Printex 6L, de modo que foram calculadas as eficiências de geração de H2O2 , obtendo um resultado de 55,5% para o modificador de 1% NbMo comparado com 47,4% para o Printex 6L, e também de número de elétrons envolvidos na reação com um valor de 2,9 para o material de 1% e 3,1 para o carbono Printex. As análises das curvas de Koutechy-Levich confirmam os resultados anteriores. Análises em condições reduzidas na síntese orgânica corroboraram a melhor eficiência do material de 1% para o material com nióbio e molibdênio e revelaram a também a melhora eletrocatalítica do carbono quando incorporado com óxidos mistos de nióbio e paládio, sendo o melhor resultado expresso no material contendo 5% de nióbio e paládio, na proporção molar de 95 para 5% de cada elemento, respectivamente.

Equações de onda generalizadas e quantização funtorial para teorias de campo escalar livre

Nesta dissertação apresentamos um método de quantização matemática e conceitualmente rigoroso para o campo escalar livre de interações. Trazemos de início alguns aspéctos importantes da Teoria de Distribuições e colocamos alguns pontos de geometria Lorentziana. O restante do trabalho é dividido em duas partes: na primeira, estudamos equações de onda em variedades Lorentzianas globalmente hiperbólicas e apresentamos o conceito de soluções fundamentais no contexto de equações locais. Em seguida, progressivamente construímos soluções fundamentais para o operador de onda a partir da distribuição de Riesz. Uma vez estabelecida uma solução para a equação de onda em uma vizinhança de um ponto da variedade, tratamos de construir uma solução global a partir da extensão do problema de Cauchy a toda a variedade, donde as soluções fundamentais dão lugar aos operadores de Green a partir da introdução de uma condição de contorno. Na última parte do trabalho, apresentamos um mínimo da Teoria de Categorias e Funtores para utilizar esse formalismo na contrução de um funtor de segunda quantização entre a categoria de variedades Lorentzianas globalmente hiperbólicas e a categoria de redes de álgebras C* satisfazendo os axiomas de Haag-Kastler. Ao fim, retomamos o caso particular do campo escalar quântico livre.

Variability of the ocean heat content during the last millennium - an assessment with the ECHO-g Model

Studies addressing climate variability during the last millennium generally focus on variables with a direct influence on climate variability, like the fast thermal response to varying radiative forcing, or the large-scale changes in atmospheric dynamics (e. g. North Atlantic Oscillation). The ocean responds to these variations by slowly integrating in depth the upper heat flux changes, thus producing a delayed influence on ocean heat content (OHC) that can later impact low frequency SST (sea surface temperature) variability through reemergence processes. In this study, both the externally and internally driven variations of the OHC during the last millennium are investigated using a set of fully coupled simulations with the ECHO-G (coupled climate model ECHAMA4 and ocean model HOPE-G) atmosphere-ocean general circulation model (AOGCM). When compared to observations for the last 55 yr, the model tends to overestimate the global trends and underestimate the decadal OHC variability. Extending the analysis back to the last one thousand years, the main impact of the radiative forcing is an OHC increase at high latitudes, explained to some extent by a reduction in cloud cover and the subsequent increase of short-wave radiation at the surface. This OHC response is dominated by the effect of volcanism in the preindustrial era, and by the fast increase of GHGs during the last 150 yr. Likewise, salient impacts from internal climate variability are observed at regional scales. For instance, upper temperature in the equatorial Pacific is controlled by ENSO (El Nino Southern Oscillation) variability from interannual to multidecadal timescales. Also, both the Pacific Decadal Oscillation (PDO) and the Atlantic Multidecadal Oscillation (AMO) modulate intermittently the interdecadal OHC variability in the North Pacific and Mid Atlantic, respectively. The NAO, through its influence on North Atlantic surface heat fluxes and convection, also plays an important role on the OHC at multiple timescales, leading first to a cooling in the Labrador and Irminger seas, and later on to a North Atlantic warming, associated with a delayed impact on the AMO.

Influência do tempo de imersão em solução aquosa contendo H2S sobre a tenacidade de tubo API 5L X65 sour avaliada a partir de ensaio Charpy

Com o decorrer dos anos o consumo de petróleo e seus derivados aumentou significativamente e com isso houve a necessidade de se investir em pesquisas para descobertas de novas jazidas de petróleo como o pré-sal. Porém, não apenas a localização dessas jazidas deve ser estudada, mas, também, sua forma de exploração. Essa exploração e extração, na maioria das vezes, se dão em ambientes altamente corrosivos e o transporte do produto extraído é realizado através de tubulações de aço de alta resistência e baixa liga (ARBL). Aços ARBL expostos a ambientes contendo H2S e CO2 (sour gas) sofrem corrosão generalizada que promovem a entrada de hidrogênio atômico no metal, podendo diminuir sua tenacidade e causar falha induzida pela presença de hidrogênio (Hydrogen Induced Cracking HIC), gerando falhas graves no material. Tais falhas podem ser desastrosas para o meio ambiente e para a sociedade. O objetivo deste trabalho é estudar a tenacidade, utilizando ensaio Charpy, de um tubo API 5L X65 sour após diferentes tempos de imersão em uma solução saturada com H2S. O eletrólito empregado foi a solução A (ácido acético contendo cloreto de sódio) da norma NACE TM0284 (2011), fazendo-se desaeração com injeção de N2, seguida de injeções de H2S. Os materiais foram submetidos a: ensaios de resistência a HIC segundo a norma NACE TM0284 (2011) e exames em microscópio óptico e eletrônico de varredura para caracterização microestrutural, de inclusões e trincas. As amostras foram submetidas a imersão em solução A durante 96h e 360h, sendo que, após doze dias do término da imersão, foram realizados os ensaios Charpy e exames fractográficos. Foram aplicados dois métodos: o de energia absorvida e o da expansão lateral, conforme recomendações da norma ASTM E23 (2012). As curvas obtidas, em função da temperatura de impacto, foram ajustadas pelo método da tangente hiperbólica. Esses procedimentos foram realizados nas duas seções do tubo (transversal e longitudinal) e permitiram a obtenção dos seguintes parâmetros: energias absorvidas e expansão lateral nos patamares superior e inferior e temperaturas de transição dúctil-frágil (TTDF) em suas diferentes definições, ou seja, TTDFEA, TTDFEA-DN, TTDFEA-FN, TTDFEL, TTDFEL-DN e TTDFEL-FN (identificação no item Lista de Abreviaturas e Siglas). No exame fractográfico observou-se que o material comportou-se conforme o previsto, ou seja, em temperaturas mais altas ocorreu fratura dúctil, em temperaturas próximas a TTDF obteve-se fratura mista e nas temperaturas mais baixas observou-se o aparecimento de fratura frágil. Os resultados mostraram que quanto maior o tempo de imersão na solução A, menor é a energia absorvida e a expansão lateral no patamar superior, o que pode ser explicado pelo (esperado) aumento do teor de hidrogênio em solução sólida com o tempo de imersão. Por sua vez, os resultados mostraram que há tendência à diminuição da temperatura de transição dúctil-frágil com o aumento do tempo de imersão, particularmente, as TTDFEA-DN e TTDFEL-DN das duas seções do tubo (longitudinal e transversal). Esse comportamento controverso, que pode ser denominado de tenacificação com o decorrer do tempo de imersão na solução A, foi explicado pelo aparecimento de trincas secundárias durante o impacto (Charpy). Isso indica uma limitação do ensaio Charpy para a avaliação precisa de materiais hidrogenados.

A new code for the Hall-driven magnetic evolution of neutron stars

Over the past decade, the numerical modeling of the magnetic field evolution in astrophysical scenarios has become an increasingly important field. In the crystallized crust of neutron stars the evolution of the magnetic field is governed by the Hall induction equation. In this equation the relative contribution of the two terms (Hall term and Ohmic dissipation) varies depending on the local conditions of temperature and magnetic field strength. This results in the transition from the purely parabolic character of the equations to the hyperbolic regime as the magnetic Reynolds number increases, which presents severe numerical problems. Up to now, most attempts to study this problem were based on spectral methods, but they failed in representing the transition to large magnetic Reynolds numbers. We present a new code based on upwind finite differences techniques that can handle situations with arbitrary low magnetic diffusivity and it is suitable for studying the formation of sharp current sheets during the evolution. The code is thoroughly tested in different limits and used to illustrate the evolution of the crustal magnetic field in a neutron star in some representative cases. Our code, coupled to cooling codes, can be used to perform long-term simulations of the magneto-thermal evolution of neutron stars.

Difference schemes for numerical solutions of lagging models of heat conduction

Non-Fourier models of heat conduction are increasingly being considered in the modeling of microscale heat transfer in engineering and biomedical heat transfer problems. The dual-phase-lagging model, incorporating time lags in the heat flux and the temperature gradient, and some of its particular cases and approximations, result in heat conduction modeling equations in the form of delayed or hyperbolic partial differential equations. In this work, the application of difference schemes for the numerical solution of lagging models of heat conduction is considered. Numerical schemes for some DPL approximations are developed, characterizing their properties of convergence and stability. Examples of numerical computations are included.

Propagation of Dyakonon Wave-Packets at the Boundary of Metallodielectric Lattices

We rigorously analyze the propagation of localized surface waves that takes place at the boundary between a semi-infinite layered metal-dielectric (MD) nanostructure cut normally to the layers and a isotropic medium. It is demonstrated that Dyakonov-like surface waves (also coined dyakonons) with hybrid polarization may propagate in a wide angular range. As a consequence, dyakonon-based wave-packets (DWPs) may feature sub-wavelength beamwidths. Due to the hyperbolic-dispersion regime in plasmonic crystals, supported DWPs are still in the canalization regime. The apparent quadratic beam spreading, however, is driven by dissipation effects in metal.

Higher mathematics. A text-book for classical and engineering colleges.

"Bibliography ... general works on the history of mathematics in the nineteenth century": p. 568-570.

Calculus, with analytic geometry.

Includes index.

Libellus post saeculum quam Ioannes Bolyai de Bolya anno MDCCCII A.D. XVIII kalendas ianuarias Claudiopoli natus est ad celebrandam memoriam eius immortalem.

Available on demand as hard copy or computer file from Cornell University Library.

Modeling collisional processes in plasmas using discontinuous numerical methods

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

A Kinetic Vlasov Model for Plasma Simulation Using Discontinuous Galerkin Method on Many-Core Architectures

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-03

Aspects of Markov Chains and Particle Systems

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Quantitative description of the interaction between folate and the folate-binding protein from cow's milk

A detailed study has been carried out on the dependence of folate binding on the concentration of FBP (folate-binding protein) at pH 5.0, conditions selected to prevent complications arising from the pre-existing self-association of the acceptor. In contrast with the mandatory requirement that reversible interaction of ligand with a single acceptor site should exhibit a unique, rectangular hyperbolic binding curve, results obtained by ultrafiltration for the FBP-folate system required description in terms of (i) a sigmoidal relationship between concentrations of bound and free folate and (ii) an inverse dependence of affinity on FBP concentration. These findings have been attributed to the difficulties in determining the free ligand concentration in the FBP-folate mixtures for which reaction is essentially stoichiometric. This explanation also accounts for the similar published behaviour of the FBP-folate system at neutral pH, which had been attributed erroneously to acceptor self-association, a phenomenon incompatible with the experimental findings because of its prediction of a greater affinity for folate with increasing FBP concentration.

Effect of nitrogen supply on leaf appearance, leaf growth, leaf nitrogen economy and photosynthetic capacity in maize (Zea mays L.)

Leaf area growth and nitrogen concentration per unit leaf area, N-a (g m(-2) N) are two options plants can use to adapt to nitrogen limitation. Previous work indicated that potato (Solanum tuberosum L.) adapts the size of leaves to maintain Na and photosynthetic capacity per unit leaf area. This paper reports on the effect of N limitation on leaf area production and photosynthetic capacity in maize, a C4 cereal. Maize was grown in two experiments in pots in glasshouses with three (0.84-6.0 g N pot(-1)) and five rates (0.5-6.0 g pot(-1)) of N. Leaf tip and ligule appearance were monitored and final individual leaf area was determined. Changes with leaf age in leaf area, leaf N content and light-saturated photosynthetic capacity, P a,, were measured on two leaves per plant in each experiment. The final area of the largest leaf and total plant leaf area differed by 16 and 29% from the lowest to highest N supply, but leaf appearance rate and the duration of leaf expansion were unaffected. The N concentration of expanding leaves (N-a or %N in dry matter) differed by at least a factor 2 from the lowest to highest N supply. A hyperbolic function described the relation between P-max and N-a. The results confirm the 'maize strategy': leaf N content, photosynthetic capacity, and ultimately radiation use efficiency is more sensitive to nitrogen limitation than are leaf area expansion and light interception. The generality of the findings is discussed and it is suggested that at canopy level species showing the 'potato strategy' can be recognized from little effect of nitrogen supply on radiation use efficiency, while the reverse is true for species showing the 'maize strategy' for adaptation to N limitation. (c) 2004 Elsevier B.V. All rights reserved.