Fabrication, Characterization, And Deformation of 3D Structural Meta-Materials

Current technological advances in fabrication methods have provided pathways to creating architected structural meta-materials similar to those found in natural organisms that are structurally robust and lightweight, such as diatoms. Structural meta-materials are materials with mechanical properties that are determined by material properties at various length scales, which range from the material microstructure (nm) to the macro-scale architecture (μm – mm). It is now possible to exploit material size effect, which emerge at the nanometer length scale, as well as structural effects to tune the material properties and failure mechanisms of small-scale cellular solids, such as nanolattices. This work demonstrates the fabrication and mechanical properties of 3-dimensional hollow nanolattices in both tension and compression. Hollow gold nanolattices loaded in uniaxial compression demonstrate that strength and stiffness vary as a function of geometry and tube wall thickness. Structural effects were explored by increasing the unit cell angle from 30° to 60° while keeping all other parameters constant; material size effects were probed by varying the tube wall thickness, t, from 200nm to 635nm, at a constant relative density and grain size. In-situ uniaxial compression experiments reveal an order-of-magnitude increase in yield stress and modulus in nanolattices with greater lattice angles, and a 150% increase in the yield strength without a concomitant change in modulus in thicker-walled nanolattices for fixed lattice angles. These results imply that independent control of structural and material size effects enables tunability of mechanical properties of 3-dimensional architected meta-materials and highlight the importance of material, geometric, and microstructural effects in small-scale mechanics. This work also explores the flaw tolerance of 3D hollow-tube alumina kagome nanolattices with and without pre-fabricated notches, both in experiment and simulation. Experiments demonstrate that the hollow kagome nanolattices in uniaxial tension always fail at the same load when the ratio of notch length (a) to sample width (w) is no greater than 1/3, with no correlation between failure occurring at or away from the notch. For notches with (a/w) > 1/3, the samples fail at lower peak loads and this is attributed to the increased compliance as fewer unit cells span the un-notched region. Finite element simulations of the kagome tension samples show that the failure is governed by tensile loading for (a/w) < 1/3 but as (a/w) increases, bending begins to play a significant role in the failure. This work explores the flaw sensitivity of hollow alumina kagome nanolattices in tension, using experiments and simulations, and demonstrates that the discrete-continuum duality of architected structural meta-materials gives rise to their flaw insensitivity even when made entirely of intrinsically brittle materials.

Systematic Studies on 3d- and 4f-Metal Containing Polyoxometalates Suitable for Organic Derivatization

232 p.

Integrando multiagentes em ambientes 3D: um serious game para estimulação cognitiva

Sistemas Multiagentes estão recebendo cada vez mais a atenção de pesquisadores e desenvolvedores de jogos virtuais. O uso de agentes permite controlar o desempenho do usuário, adaptando a interface e alterando automaticamente o nível de dificuldade das tarefas. Este trabalho descreve uma estratégia de integração de sistemas multiagentes e ambientes virtuais tridimensionais e exemplifica a viabilidade dessa integração através do desenvolvimento de um jogo com características de Serious game. Este jogo visa estimular as funções cognitivas, tais como atenção e memória e é voltado para pessoas portadoras de diferentes distúrbios neuropsiquiátricos. A construção do jogo foi apoiada em um processo de desenvolvimento composto por várias etapas: estudos teóricos sobre as áreas envolvidas, estudo de tecnologias capazes de apoiar essa integração, levantamento de requisitos com especialistas, implementação e avaliação com especialistas. O produto final foi avaliado por especialistas da área médica, que consideraram os resultados como positivos.

Impressão de livros sob demanda: o design como ponte entre distintos registros produtivos

A presente dissertação trata de um estudo sobre produção de livros sob demanda em dois momentos distintos da indústria gráfica. Apresentamos uma abordagem histórica do percurso do livro, segundo seus atributos materiais e tecnológicos, que marcaram a transformação de seu caráter fabril de micro e pequena escalas à produção em massa. Ao analisar referências manufatureiras de tiragem limitada do livro no âmbito da impressão tipográfica e digital, observamos o papel que o design é capaz de exercer, representando uma conexão entre esses dois registros técnicos intrinsecamente diferentes. Através da utilização de um modelo descritivo de obras sob o ponto de vista do design gráfico, buscamos pontos de convergência e divergência passíveis de auxiliar na compreensão do atual contexto de transição por que passa o mercado editorial.

Design de jornal impresso: a relação entre formato e usabilidade

A presente pesquisa Design de jornal impresso: a relação entre formato e usabilidade tem como principal objetivo reforçar a importância do envolvimento do usuário no design de produtos, através da compreensão da influência que o formato definido pelo tamanho das páginas e organização dos cadernos exerce sobre a usabilidade do jornal impresso. São apresentados os aspectos tecnológicos e econômicos relacionados a esse produto e verificado a influência exercida por eles sobre o formato. É feito um mapeamento sobre os principais aspectos do design de jornais e sobre os diferentes formatos de jornais, suas origens e sua relevância para o design de jornais. Busca-se mapear o formato dos jornais em diferentes mercados e os possíveis impactos das mudanças de formato na circulação, no conteúdo e na publicidade dos jornais impressos. Faz-se uma revisão do panorama atual dos jornais eletrônicos e suas possíveis interferências nos hábitos de leitura. Revisa-se a bibliografia referente à usabilidade, concentrando-se na metodologia de design de documentos e sua aplicabilidade para testes de usabilidade em jornais impressos. Por fim, descreve-se a pesquisa de campo através de entrevistas com especialistas em design de jornais, de observações sistemáticas em gráficas de jornal e sobre o mercado de jornais impressos da cidade do Rio de Janeiro e de testes de usabilidade aplicados a jornais. Conclui-se que, considerando o público participante dos testes profissionais que trabalham com impressão de jornais , apenas o aspecto do formato relacionado à organização dos cadernos parece exercer influência sobre a usabilidade dos jornais.