Microstructural and morphological analysis of pure and Ce-doped tin dioxide nanoparticles

Structural morphological studies in pure and Ce-doped tin dioxide nanoparticles with high stability against particle growth were performed in samples, obtained using the polymeric precursor method and prepared at different annealing temperatures. A Ce-rich surface layer was used to control the particle size and stabilize SnO2 against particle growth. The formation of this segregated layer can contribute to a decreased surface energy, acting in the driving force, or reducing the surface mobility. Only the cassiterite SnO2 phase was observed below 1000 degreesC and a secondary phase (CeO2) was observed for the Ce-doped SnO2 at temperatures higher than 1000 degreesC, when de-mixing process occurs. The evolution of crystallite size, microstrain and morphology of the nanoparticles with annealing temperatures was investigated by X-ray diffraction (XRD), associated to Rietveld refinements, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and transmission electron microscopy (TEM). (C) 2002 Elsevier B.V. Ltd. All rights reserved.

Evaluation of HPFH and δβ-thalassemia mutations in a Brazilian group with high Hb F levels.

Fetal hemoglobin (Hb F) is characteristic of the fetal development period. However, in some genetic conditions, such as hereditary persistence of fetal hemoglobin (HPFH) and delta-beta thalassemia (δβ-thalassemia), Hb F continues to be produced in adulthood. We evaluated the frequency of two mutations of HPFH, HPFH-1 and HPFH-2 African, and two mutations in δβ-thalassemia, Sicilian and Spanish, in a Brazilian population. Peripheral blood samples were collected from adults from hospitals and blood centers in southeast and northeast Brazil. These individuals were healthy and without complaints of anemia, but had increased Hb F. Samples were submitted to electrophoretic and chromatographic analyses to quantify Hb F values and, subsequently, to molecular analyses to verify the mutations. In the molecular analysis, 16 of the 60 samples showed a heterozygous profile for the HPFH mutations, two for HPFH-1 and 14 for HPFH-2. In the same sample set, three were heterozygous for Spanish δβ-thalassemia and none were heterozygous for Sicilian δβ- thalassemia. The Hb F values in the HPFH-2 heterozygotes differed from those previously reported for this mutation. In this group, the HPFH mutations were more frequent than the δβ-thalassemia mutations. The finding of these mutations in this Brazilian population reflects the mixing process that occurred during its formation.

Estudo das características térmicas e mecânicas de formulações de adesivos PSA HOT MELT contendo variações de borrachas SBC e resinas taquificantes

The properties of the hot melt adhesive pressure sensitive (HMPSA) using an elastomer as a base polymer a copolymer of styrene and butadiene (SBS) and variation of tackifiers resins such as hydrocarbon resins and hydrogenated hydrocarbon were investigated. The formulations were prepared by mixing process within shear. The adhesives prepared were evaluated in test Brookfield viscosity and softening point Ring and Ball to compare the formulations and the influence of variations in raw materials. Infrared analyzes were performed to detect the reactions between the inputs and investigate the chemical interactions of the same properties of the adhesive. In thermal analysis, the assay was performed thermogravimetry (TG) and diferencial exploratory calorimetry (DSC). Were investigated the parameters of the tensile test on each of the formulations. Finally, were analysed comparatively the basic formulations of adhesives with their respective raw materials

Coupling remote sensing bio-optical and three-dimensional hydrodynamic modeling to study the phytoplankton dynamics in a tropical hydroelectric reservoir

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Monte Carlo simulation of water-tetrahydrofuran mixtures

Monte Carlo simulations of water-tetrahydrofuran (THF) mixtures were performed in the isothermal-isobaric ensemble (NPT) at T = 298 K and p = 1 atm. The interaction energy was calculated using the TIP4P model for water and a five-site united atom representation for the THF molecule. The potential energy surfaces for water-THF interactions were obtained by using combining rules and the original potential functions used for pure liquids. Theoretical values obtained for the average interaction energy as a function of concentration are in good agreement with available experimental data. Results from the partitioning of the total interaction energy into water-water, water-THF and THF-THF contributions are presented. These results are useful to distinguish between the quantitative contributions of these molecular interactions to the energetic behavior of the water-THF mixing process. The radial distribution functions for HW-OTHF and OW-OTHF site-site interactions show the salient features of hydrogen-bonded liquids. Comparison of the average number of water-water complexes interacting through hydrogen bonding in water-THF and water-methanol mixtures shows an enhancement of the water-water coordination number in a THF rich environment. © 1995.

Eine kontinuierliche Lyman-alpha-Quelle basierend auf Festkörperlasersystemen

In dieser Arbeit wird eine schmalbandige kontinuierliche kohärente Lyman-α-Quelle basierend auf Festkörperlasersystemen zur zukünftigen Kühlung von Antiwasserstoff vorgestellt. Die fundamentalen Festkörperlasersysteme ermöglichen es im Vier-Wellen-Misch-Prozess zur Erzeugung der Lyman-α-Strahlung nicht nur die 6^1S – 7^1S-Zwei-Photonen-Resonanz des Quecksilbers sondern erstmals auch die 6^1S – 6^3P-Ein-Photonen-Resonanz zur Erhöhung der Konversionseffizienz optimal zu nutzen. In ersten Messungen wurden 0,063nW Leistung bei Lyman-α erzeugt. Mit dieser Lyman-α-Quelle war es, durch die Nähe des ersten fundamentalen Lasers zur Ein-Photonen-Resonanz, erstmals möglich den kompletten Verlauf der Phasenanpassungskurve des Vier-Wellen- Misch-Prozesses aufzunehmen. Neben den fundamentalen Lasersystemen und der Lyman-alpha-Erzeugung selbst, wird in dieser Arbeit die Detektion der produzierten Lyman-α-Strahlung mit einem Photomultiplier vorgestellt, die soweit optimiert wurde, dass eine zuverlässige Abschätzung der erzeugten Leistung möglich ist. Für diesen Zweck wurde zudem ein Teststand aufgebaut, mit dem die Transmissivität der Optiken, welche in der Lyman-α-Apparatur verwendet werden, bei 121,56nm gemessen wurde. Des Weiteren wird hier eine vielseitige Rechnung vorgestellt, mit der die erzeugte Leistung bei Lyman-α, unter anderem in Abhängigkeit von der Temperatur, der Absorption des ersten fundamentalen Laserstrahls, dem Dichteprofil des Quecksilberdampfes und unter dem Einfluss eines Puffergases, bestimmt wird.

Einfluss der 6 1 S - 6 3 P-Resonanz auf die Lyman-alpha-Erzeugung in Quecksilber

In dieser Arbeit wird eine kontinuierliche, kohärente Strahlungsquelle bei 121,56nm, der Lyman-alpha Linie in Wasserstoff, vorgestellt. Diese Lyman-alpha Quelle soll zur zukünftigen Laserkühlung von Antiwasserstoff dienen. Die Strahlung wird durch Vier-Wellen-Mischen in Quecksilberdampf produziert. Dabei wird ein Festkörperlasersystem zur Erzeugung der Fundamentalstrahlen eingesetzt. Zur Erhöhung der nichtlinearen Suszeptibilität wird die 6^1S-7^1S Zwei-Photonen-Resonanz ausgenutzt. Zusätzlich wird mit Hilfe eines durchstimmbaren ultravioletten Lasersystems die 6^1S-6^3P Ein-Photon-Resonanz genutzt, was es erlaubt, die nichtlineare Suszeptibilität des Mischprozesses um Größenordnungen zu erhöhen. Um den Einfluss der 6^1S-6^3P Ein-Photon-Resonanz zu untersuchen, wurden zunächst die Phasenanpassungstemperaturen bei verschiedenen Verstimmungen der ultravioletten Strahlung zur 6^3P Resonanz vermessen und festgestellt, dass kleinere Verstimmungen zu niedrigeren Phasenanpassungstemperaturen führen. Es konnte sowohl theoretisch wie auch experimentell gezeigt werden, dass diese niedrigeren Phasenanpassungstemperaturen bei kleinen Verstimmungen der Erhöhung der Lyman-alpha Erzeugung durch die größere nichtlineare Suszeptibilität bei kleinen Verstimmungen entgegenwirken. Bei immer kleineren Verstimmungen zur 6^3P Resonanz limitiert die Absorption der ultravioletten Strahlung die Lyman-alpha Erzeugung. Ein positiver Effekt der niedrigeren Phasenanpassungstemperaturen ist, dass es möglich wird, auf das bisher nötige Puffergas in der Quecksilber-Dampfzelle zu verzichten, was die Lyman-alpha Erzeugung um einen Faktor 1,7 erhöht. Damit war es möglich, die bisherige Effizienz der Lyman-alpha Erzeugung zu verbessern. Es wurde eine Lyman-alpha Leistung von 0,3nW erreicht. Zusätzlich zum Einfluss der 6^3P Resonanz auf die Lyman-alpha Erzeugung wurde ein weiterer Effekt beobachtet. Durch die Nähe der 6^1S-6^3P Ein-Photon-Resonanz wird auch mehr Besetzung in das obere 7^1S Niveau der Zwei-Photonen-Resonanz gepumpt. Dadurch konnte erstmals eine kontinuierliche Lasertätigkeit auf der 6^1P-7^1S Linie in Quecksilber bei 1014nm beobachtet werden.

Effizientes Vierwellenmischen durch Ausnutzen von Resonanzen in Quecksilber

In dieser Arbeit wird eine kohärente, kontinuierliche Strahlungsquelle im vakuum-ultravioletten (VUV) Spektrum vorgestellt. Sie basiert auf einem Vierwellenmischprozess in Quecksilberdampf mit Fundamentalstrahlen bei 253,7 nm, 407,9 nm und 545,5 nm Wellenlänge. Diese fundamentalen Strahlen werden durch frequenzverdoppelte bzw. frequenzvervierfachte Festkörperlasersysteme bereit gestellt. Durch das Ausnutzen der 6^1S-7^1S Zweiphotonenresonanz und zusätzlich der 6^1S-6^3P Einphotonenresonanz kann der Vierwellenmischprozess deutlich effizienter betrieben werden als zuvor. Eine nahe Einphotonenresonanz verringert die optimale Phasenanpassungstemperatur des Vierwellenmischprozesses, wodurch Druck- und Stoßverbreiterungen des Quecksilbers verkleinert und damit der nichtlineare Prozess effizienter wird. So können Leistungen bis zu 0,3 nW bei 121,56 nm, dem 1S-2P Lyman-alpha Übergang von Wasserstoff, erzeugt werden. Diese Lyman-alpha Quelle soll für die zukünftige Laserkühlung von Antiwasserstoff genutzt werden. rnrnNeben der Generierung von Strahlung bei Lyman-alpha kann, durch Veränderung der dritten Fundamentalwellenlänge, auch Strahlung in der Nähe zu einer Einphotonresonanz im VUV bei dem 6^1S-12^1P Übergang in Quecksilber durch Vierwellenmischen erzeugt werden. Durch diese weitere Einphotonresonanz kann die nichtlineare Suszeptibilität, verantwortlich für das Vierwellenmischen, stark vergrößert werden, ohne Einfluss auf die Phasenanpassung zu haben. Damit lässt sich der Mischprozess um drei Größenordnungen effizienter gestalten und Leistungen von 6 µW im VUV konnten realisiert werden. Dies entspricht einer Leistungsteigerung um einen Faktor 30 im Vergleich zu früheren Quellen. rnrnDarüberhinaus konnte die Zweiphotonenresonanz in Quecksilber ausführlich untersucht werden. Man erhält bei kleinen Rabifrequenzen der Fundamentalstrahlen eine geschwindigkeitsselektive Doppelresonanz, die den gleichen Ursprung wie Dunkelresonanzen in Lambda-Systemen hat. Bei hohen Rabifrequenzen kann die Anregung in das Zweiphotonenniveau so stark werden, dass auf dem 7^1S-6^1P Übergang ein Laserprozess initiiert wird. Dieser Prozess wurde hier zum ersten Mal mit kontinuierlichen Fundamentallasern nachgewiesen. Es wird gezeigt, dass der zusätzliche Laserprozess das Vierwellenmischen nicht beeinträchtigt.

Erzeugung vakuumultravioletter Strahlung durch Vierwellenmischen in einer Hohlfaser

In dieser Arbeit wird die Entwicklung und experimentelle Umsetzung einer kontinuierlichen, kohärenten Lichtquelle im vakuumultravioletten Wellenlängenbereich um 122 nm präsentiert. Diese basiert auf der nichtlinearen optischen Summenfrequenzmischung dreier Fundamentallaserstrahlen in einer mit Quecksilberdampf gefüllten Hohlfaser. Die Wellenlängen der fundamentalen Laser sind dabei an der Niveaustruktur des Quecksilbers orientiert, um eine mehrfach resonante Überhöhung der nichtlinearen Suszeptibilität zu erreichen. Der transversale Einschluss der Lichtfelder in der Faser verlängert die Wechselwirkungszone mit dem nichtlinearen Medium um mehrere Größenordnungen gegenüber dem Regime fokussierter Strahlen und erlaubt so signifikante Steigerungen der Mischeffizienz.rnrnIm Zuge dieser Arbeit wurde neben einer umfassenden mathematischen Analyse des nichtlinearen Mischprozesses unter Einfluss der Fasercharakteristika eine Apparatur zur Erzeugung und Detektion vakuumultravioletter Strahlung entwickelt. Die Generierung ausreichend hoher Dampfdichten innerhalb des 50 µm durchmessenden Faserkerns konnten spektroskopisch nachgewiesen werden.rnrnDas erste erfolgreiche Summenfrequenzmischen zu 121,26 nm in der Faser wurde demonstriert. Die erzielten Mischeffizienzen sind bereits mit denen vergleichbar, welche unter Verwendung fokussierter Strahlen erreicht werden, obwohl eine Phasenanpassung in der Faser bisher nicht möglich war. Die Ergebnisse dieser Arbeit markieren damit einen wichtigen Schritt hin zu Leistungssteigerungen kohärenter, kontinuierlicher vakuumultravioletter Lichtquellen.rnrnEine solche Quelle wird für zukünftige Laserkühlung von magnetisch gefangenem Antiwasserstoff auf dem Lyman-Alpha Übergang, sowie die Rydberganregung von Calciumionen in einer Paulfalle zur Implementierung quantenlogischer Operationen benötigt.rnrnFerner hat eine Untersuchung der, für eine effiziente Konversion essentiellen, 6^1S_0 - 7^1S_0 Zwei-Photonen Resonanz in Quecksilber Hinweise auf eine bis dato experimentell nicht beobachtete, auf einer Mehr-Photonen Anregung beruhende Licht-induzierte Drift ergeben.

A multi-tracer study of groundwater origin and transit-time in the aquifers of the Venice region (Italy)

Located in the northeastern region of Italy, the Venetian Plain (VP) is a sedimentary basin containing an extensively exploited groundwater system. The northern part is characterised by a large undifferentiated phreatic aquifer constituted by coarse grain alluvial deposits and recharged by local rainfalls and discharges from the rivers Brenta and Piave. The southern plain is characterised by a series of aquitards and sandy aquifers forming a well-defined artesian multi-aquifer system. In order to determine origins, transit times and mixing proportions of different components in groundwater (GW), a multi tracer study (H, He/He, C, CFC, SF, Kr, Ar, Sr/Sr, O, H, cations, and anions) has been carried out in VP between the rivers Brenta and Piave. The geochemical pattern of GW allows a distinction of the different water origins in the system, in particular based on View the MathML source HCO3-,SO42-,Ca/Mg,NO3-, O, H. A radiogenic Sr signature clearly marks GW originated from the Brenta and Tertiary catchments. End-member analysis and geochemical modelling highlight the existence of a mixing process involving waters recharged from the Brenta and Piave rivers, from the phreatic aquifer and from another GW reservoirs characterised by very low mineralization. Noble gas excesses in respect to atmospheric equilibrium occur in all samples, particularly in the deeper aquifers of the Piave river, but also in phreatic water of the undifferentiated aquifers. He–H ages in the phreatic aquifer and in the shallower level of the multi-aquifer system indicate recharge times in the years 1970–2008. The progression of H–He ages with the distance from the recharge areas together with initial tritium concentration (H + Hetrit) imply an infiltration rate of about 1 km/y and the absence of older components in these GW. SF and Kr data corroborate these conclusions. H − He ages in the deeper artesian aquifers suggest a dilution process with older, tritium free waters. C Fontes–Garnier model ages of the old GW components range from 1 to 12 ka, yielding an apparent GW velocity of about 1–10 m/y. Increase of radiogenic He follows the progression of C ages. Ar, radiogenic He and C tracers yield model-dependent age-ranges in overall good agreement once diffusion of C from aquitards, GW dispersion, lithogenic Ar production, and He production-rate heterogeneities are taken into account. The rate of radiogenic He increase with time, deduced by comparison with C model ages, is however very low compared to other studies. Comparison with C and C data obtained 40 years ago on the same aquifer system shows that exploitation of GW caused a significant loss of the old groundwater reservoir during this time.

Isotopic effects of nitrate photochemistry in snow: a field study at Dome C, Antarctica

Stable isotope ratios of nitrate preserved in deep ice cores are expected to provide unique and valuable information regarding paleoatmospheric processes. However, due to the post-depositional loss of nitrate in snow, this information may be erased or significantly modified by physical or photochemical processes before preservation in ice. We investigated the role of solar UV photolysis in the post-depositional modification of nitrate mass and stable isotoperatios at Dome C, Antarctica, during the austral summer of 2011/2012. Two 30 cm snow pits were filled with homogenized drifted snow from the vicinity of the base. One of these pits was covered with a plexiglass plate that transmits solar UV radiation, while the other was covered with a different plexiglass plate having a low UV transmittance. Samples were then collected from each pit at a 2–5 cm depth resolution and a 10-day frequency. At the end of the season, acomparable nitrate mass loss was observed in both pits for the top-level samples (0–7 cm) attributed to mixing with the surrounding snow. After excluding samples impacted by the mixing process, we derived an average apparent nitrogen isotopic fractionation (15" app/of role in driving the isotopic fractionation of nitrate in snow.We have estimated a purely photolytic nitrogen isotopic fractionation (15"photo) of -55.8 12.0 ‰ from the difference in the derived apparent isotopic ractionations of the two experimental fields, as both pits were exposed to similar physical processes except exposure to solar UV. This value is in close agreement with the 15" photo value of -47.9 6.8 ‰ derived in a laboratory experiment simulated for Dome C conditions (Berhanu et al., 2014). We have also observed an insensitivity of 15" with depth in the snowpack under the given experimental setup. This is due to the uniform attenuation of incoming solar UV by snow, as 15" is strongly dependent on the spectral distribution of the incoming light flux. Together with earlier work, the results presented here represent a strong body of evidence that solar UV photolysis is the most relevant post-depositional process modifying the stable isotope ratios of snow nitrate at low-accumulation sites, where many deep ice cores are drilled. Nevertheless, modeling the loss of nitrate in snow is still required before a robust interpretation of ice core records can be provided.

Geochemistry and petrology of ODP Leg 121 basalts

Basement lavas from Sites 756, 757, and 758 on Ninetyeast Ridge are tholeiitic basalts. Lavas from Sites 756 and 757 appear to be subaerial eruptives, but the lowermost flows from Hole 758A are pillow lavas. In contrast to the compositional variation during the waning stages of Hawaiian volcanism, no alkalic lavas have been recovered from Ninetyeast Ridge and highly evolved lavas were recovered from only one of seven drill sites (DSDP Site 214). All lavas from Site 758 have relatively high MgO contents (8-10 wt%), and they are less evolved than lavas from Sites 756 and 757. Although abundances of alkali metals in these Ninetyeast Ridge basalts were significantly modified by postmagmatic alteration, abundances of other elements reflect magmatic processes. At Site 757 most of the lavas are Plagioclase cumulates, but lava compositions require two compositionally distinct, AhCb-rich parental magmas, perhaps segregated at relatively low mantle pressures. In addition, at both Sites 756 and 758 more than one compositionally distinct parental magma is required. The compositions of these Ninetyeast Ridge lavas, especially those from Site 758, require a source component with a depleted composition; specifically, the abundance ratios Th/Ta, Th/La, Ba/Nb, Ba/La, and La/Ce in these lavas are generally less than the ratios inferred for primitive mantle. Lavas from Ninetyeast Ridge and the Kerguelen Archipelago have very different chondrite-normalized REE patterns, with lower light REE/heavy REE (LREE/HREE) ratios in lavas from Ninetyeast Ridge. However, lavas from Sites 757 and 758 have Pb isotope ratios that overlap with the field defined by lavas from the Kerguelen Archipelago (Weis and Frey, this volume). Therefore, these Ninetyeast Ridge lavas contain more of a component that is relatively depleted in LREE and other highly incompatible elements, but have similar amounts of the component that controls radiogenic Pb isotopes. A model involving mixing between components related to a depleted source and an enriched plume source has been proposed for the oldest Kerguelen Archipelago basalts and Ninetyeast Ridge lavas. Although the incompatible element characteristics of the Ninetyeast Ridge lavas are intermediate between depleted MORB and Kerguelen Archipelago basalts, these data are not consistent with a simple two-component mixing process. A more complex model is required.

Hexachlorocyclohexanes concentration in air and ocean water

Hexachlorocyclohexanes (HCHs) are ubiquitous organic pollutants derived from pesticide application. They are subject to long-range transport, persistent in the environment, and capable of accumulation in biota. Shipboard measurements of HCH isomers (a-, b- and g-HCH) in surface seawater and boundary layer atmospheric samples were conducted in the Atlantic and the Southern Ocean in October to December of 2008. SumHCHs concentrations (the sum of a-, g- and b-HCH) in the lower atmosphere ranged from 12 to 37 pg/m**3 (mean: 27 ± 11 pg/m**3) in the Northern Hemisphere (NH), and from 1.5 to 4.0 pg/m**3 (mean: 2.8 ± 1.1 pg/m**3) in the Southern Hemisphere (SH), respectively. Water concentrations were: a-HCH 0.33-47 pg/l, g-HCH 0.02-33 pg/l and b-HCH 0.11-9.5 pg/l. Dissolved HCH concentrations decreased from the North Atlantic to the Southern Ocean, indicating historical use of HCHs in the NH. Spatial distribution showed increasing concentrations from the equator towards North and South latitudes illustrating the concept of cold trapping in high latitudes and less interhemispheric mixing process. In comparison to concentrations measured in 1987-1999/2000, gaseous HCHs were slightly lower, while dissolved HCHs decreased by factor of 2-3 orders of magnitude. Air-water exchange gradients suggested net deposition for a-HCH (mean: 3800 pg/m**2/day) and g-HCH (mean: 2000 pg/m**2/day), whereas b-HCH varied between equilibrium (volatilization: <0-12 pg/m**2/day) and net deposition (range: 6-690 pg/m**2/day). Climate change may significantly accelerate the release of "old" HCHs from continental storage (e.g. soil, vegetation and high mountains) and drive long-range transport from sources to deposition in the open oceans. Biological productivities may interfere with the air-water exchange process as well. Consequently, further investigation is necessary to elucidate the long term trends and the biogeochemical turnover of HCHs in the oceanic environment.