Efeito de atmosfera modificada no controle de podridões pós-colheita e na qualidade de caqui cv. Fuyu

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

Efeito protetivo produzido pela aplicação de um filme de carbono amorfo na superfície de um ferramental para conformação

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Síntese de filmes finos a-C:H pela técnica de implantação e deposição por imersão em plasma

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Utilização de syngas em substituição a combustíveis gasoso em processos siderúrgicos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Abscheidung und Charakterisierung von Plasmapolymerschichten auf Fluorkohlenstoff- und Siloxan-Basis

In dieser Arbeit wurden Fluorkohlenstoff-basierte und siliziumorganische Plasmapolymerfilme hergestellt und hinsichtlich ihrer strukturellen und funktionalen Eigenschaften untersucht. Beide untersuchten Materialsysteme sind in der Beschichtungstechnologie von großem wissenschaftlichen und anwendungstechnischen Interesse. Die Schichtabscheidung erfolgte mittels plasmachemischer Gasphasenabscheidung (PECVD) an Parallelplattenreaktoren. Bei den Untersuchungen zur Fluorkohlenstoff-Plasmapolymerisation stand die Herstellung ultra-dünner, d. h. weniger als 5 nm dicker Schichten im Vordergrund. Dies wurde durch gepulste Plasmaanregung und Verwendung eines Gasgemisches aus Trifluormethan (CHF3) und Argon realisiert. Die Bindungsstruktur der Schichten wurden in Abhängigkeit der eingespeisten Leistung, die den Fragmentationsgrad der Monomere im Plasma bestimmt, analysiert. Hierzu wurden die Röntgen-Photoelektronenspektroskopie (XPS), Rasterkraftmikroskopie (AFM), Flugzeit-Sekundärionenmassenspektrometrie (ToF-SIMS) und Röntgenreflektometrie (XRR) eingesetzt. Es zeigte sich, dass die abgeschiedenen Schichten ein homogenes Wachstumsverhalten und keine ausgeprägten Interfacebereiche zum Substrat und zur Oberfläche hin aufweisen. Die XPS-Analysen deuten darauf hin, dass Verkettungsreaktionen von CF2-Radikalen im Plasma eine wichtige Rolle für den Schichtbildungsprozess spielen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass der gewählte Beschichtungsprozess eine gezielte Reduzierung der Benetzbarkeit verschiedener Substrate ermöglicht. Dabei genügen Schichtdicken von weniger als 3 nm zur Erreichung eines teflonartigen Oberflächencharakters mit Oberflächenenergien um 20 mN/m. Damit erschließen sich neue Applikationsmöglichkeiten ultra-dünner Fluorkohlenstoffschichten, was anhand eines Beispiels aus dem Bereich der Nanooptik demonstriert wird. Für die siliziumorganischen Schichten unter Verwendung des Monomers Hexamethyldisiloxan (HMDSO) galt es zunächst, diejenigen Prozessparameter zu identifizieren, die ihren organischen bzw. glasartigen Charakter bestimmen. Hierzu wurde der Einfluss von Leistungseintrag und Zugabe von Sauerstoff als Reaktivgas auf die Elementzusammensetzung der Schichten untersucht. Bei niedrigen Plasmaleistungen und Sauerstoffflüssen werden vor allem kohlenstoffreiche Schichten abgeschieden, was auf eine geringere Fragmentierung der Kohlenwasserstoffgruppen zurückgeführt wurde. Es zeigte sich, dass die Variation des Sauerstoffanteils im Prozessgas eine sehr genaue Steuerbarkeit der Schichteigenschaften ermöglicht. Mittels Sekundär-Neutralteilchen-Massenspektrometrie (SNMS) konnte die prozesstechnische Realisierbarkeit und analytische Quantifizierbarkeit von Wechselschichtsystemen aus polymerartigen und glasartigen Lagen demonstriert werden. Aus dem Intensitätsverhältnis von Si:H-Molekülen zu Si-Atomen im SNMS-Spektrum ließ sich der Wasserstoffgehalt bestimmen. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass durch Abscheidung von HMDSO-basierten Gradientenschichten eine deutliche Reduzierung von Reibung und Verschleiß bei Elastomerbauteilen erzielt werden kann.

Water-soluble organic compounds in air particulate matter analyzed by HPLC-DAD-MS and HPLC-MS/MS: abundance, sources and transformation of carboxylic acids, nitrophenols and nitrated proteins

Wasserlösliche organische Verbindungen (WSOCs) sind Hauptbestandteile atmosphärischer Aerosole, die bis zu ~ 50% und mehr der organischen Aerosolfraktion ausmachen. Sie können die optischen Eigenschaften sowie die Hygroskopizität von Aerosolpartikeln und damit deren Auswirkungen auf das Klima beeinflussen. Darüber hinaus können sie zur Toxizität und Allergenität atmosphärischer Aerosole beitragen.In dieser Studie wurde Hochleistungsflüssigchromatographie gekoppelt mit optischen Diodenarraydetektion und Massenspektrometrie (HPLC-DAD-MS und HPLC-MS/MS) angewandt, um WSOCs zu analysieren, die für verschiedene Aerosolquellen und -prozesse charakteristisch sind. Niedermolekulare Carbonsäuren und Nitrophenole wurden als Indikatoren für die Verbrennung fossiler Brennstoffe und die Entstehung sowie Alterung sekundärer organischer Aerosole (SOA) aus biogenen Vorläufern untersucht. Protein-Makromoleküle wurden mit Blick auf den Einfluss von Luftverschmutzung und Nitrierungsreaktionen auf die Allergenität primärer biologischer Aerosolpartikel – wie Pollen und Pilzsporen – untersucht.rnFilterproben von Grob- und Feinstaubwurden über ein Jahr hinweg gesammelt und auf folgende WSOCs untersucht: die Pinen-Oxidationsprodukte Pinsäure, Pinonsäure und 3-Methyl-1,2,3-Butantricarbonsäure (3-MBTCA) sowie eine Vielzahl anderer Dicarbonsäuren und Nitrophenole. Saisonale Schwankungen und andere charakteristische Merkmale werden mit Blick auf Aerosolquellen und -senken im Vergleich zu Daten anderen Studien und Regionen diskutiert. Die Verhätlnisse von Adipinsäure und Phthalsäure zu Azelainsäure deuten darauf hin, dass die untersuchten Aerosolproben hauptsächlich durch biogene Quellen beeinflusst werden. Eine ausgeprägte Arrhenius-artige Korrelation wurde zwischen der 3-MBTCA-¬Konzentration und der inversen Temperatur beobachtet (R2 = 0.79, Ea = 126±10 kJ mol-1, Temperaturbereich 275–300 K). Modellrechnungen zeigen, dass die Temperaturabhängigkeit auf eine Steigerung der photochemischen Produktionsraten von 3-MBTCA durch erhöhte OH-Radikal-Konzentrationen bei erhöhten Temperaturen zurückgeführt werden kann. Im Vergleich zur chemischen Reaktionskinetik scheint der Einfluss von Gas-Partikel-Partitionierungseffekten nur eine untergeordnete Rolle zu spielen. Die Ergebnisse zeigen, dass die OH-initiierte Oxidation von Pinosäure der geschwindigkeitsbestimmende Schritt der Bildung von 3-MBTCA ist. 3-MBTCA erscheint somit als Indikator für die chemische Alterung von biogener sekundärer organischer Aerosole (SOA) durch OH-Radikale geeignet. Eine Arrhenius-artige Temperaturabhängigkeit wurde auch für Pinäure beobachtet und kann durch die Temperaturabhängigkeit der biogenen Pinen-Emissionen als geschwindigkeitsbestimmender Schritt der Pinsäure-Bildung erklärt werden (R2 = 0.60, Ea = 84±9 kJ mol-1).rn rnFür die Untersuchung von Proteinnitrierungreaktionen wurde nitrierte Protein¬standards durch Flüssigphasenreaktion von Rinderserumalbumin (BSA) und Ovalbumin (OVA) mit Tetranitromethan (TNM) synthetisiert.Proteinnitrierung erfolgt vorrangig an den Resten der aromatischen Aminosäure Tyrosin auf, und mittels UV-Vis-Photometrie wurde der Proteinnnitrierungsgrad (ND) bestimmt. Dieser ist definiert als Verhältnis der mittleren Anzahl von Nitrotyrosinresten zur Tyrosinrest-Gesamtzahl in den Proteinmolekülen. BSA und OVA zeigten verschiedene Relationen zwischen ND und TNM/Tyrosin-Verhältnis im Reaktionsgemisch, was vermutlich auf Unterschiede in den Löslichkeiten und den molekularen Strukturen der beiden Proteine zurück zu führen ist.rnDie Nitrierung von BSA und OVA durch Exposition mit einem Gasgemisch aus Stickstoffdioxid (NO2) und Ozon (O3) wurde mit einer neu entwickelten HPLC-DAD-¬Analysemethode untersucht. Diese einfache und robuste Methode erlaubt die Bestimmung des ND ohne Hydrolyse oder Verdau der untersuchten Proteine und ernöglicht somit eine effiziente Untersuchung der Kinetik von Protein¬nitrierungs-Reaktionen. Für eine detaillierte Produktstudien wurden die nitrierten Proteine enzymatisch verdaut, und die erhaltenen Oligopeptide wurden mittels HPLC-MS/MS und Datenbankabgleich mit hoher Sequenzübereinstimmung analysiert. Die Nitrierungsgrade individueller Nitrotyrosin-Reste (NDY) korrelierten gut mit dem Gesamt-Proteinnitrierungsgrad (ND), und unterschiedliche Verhältnisse von NDY zu ND geben Aufschluss über die Regioselektivität der Reaktion. Die Nitrierungmuster von BSA und OVA nach Beahndlung mit TNM deuten darauf hin, dass die Nachbarschaft eines negativ geladenen Aminosäurerestes die Tyrosinnitrierung fördert. Die Behandlung von BSA durch NO2 und O3 führte zu anderend Nitrierungemustern als die Behandlung mit TNM, was darauf hindeutet, dass die Regioselektivität der Nitrierung vom Nitrierungsmittel abhängt. Es zeigt sich jedoch, dass Tyrosinreste in Loop-Strukturen bevorzugt und unabhängig vom Reagens nitriert werden.Die Methoden und Ergebnisse dieser Studie bilden eine Grundlage für weitere, detaillierte Untersuchungen der Reaktionskinetik sowie der Produkte und Mechanismen von Proteinnitrierungreaktionen. Sie sollen helfen, die Zusammenhänge zwischen verkehrsbedingten Luftschadstoffen wie Stickoxiden und Ozon und der Allergenität von Luftstaub aufzuklären.rn

Sensitivity and fragmentation calibration of the ROSINA double focusing mass spectrometer

The goal of this work has been to calibrate sensitivities and fragmentation pattern of various molecules as well as further characterize the lab model of the ROSINA Double Focusing Mass Spectrometer (DFMS) on board ESA’s Rosetta spacecraft bound to comet 67P/Churyumov-Gerasimenko. The detailed calibration and characterization of the instrument is key to understand and interpret the results in the coma of the comet. A static calibration was performed for the following species: Ne, Ar, Kr, Xe, H2O, N2, CO2, CH4, C2H6, C3H8, C4H10, and C2H4. The purpose of the calibration was to obtain sensitivities for all detectors and emissions, the fragmentation behavior of the ion source and to show the capabilities to measure isotopic ratios at the comet. The calibration included the recording of different correction factors to evaluate the data, including a detailed investigation of the detector gain. The quality of the calibration that could be tested for different gas mixtures including the calibration of the density inside the ion source when calibration gas from the gas calibration unit is introduced. In conclusion the calibration shows that DFMS meets the design requirements and that DFMS will be able to measure the D/H at the comet and help shed more light on the puzzle about the origin of water on Earth.

Characterization of Amorphous Tantalum Oxide for Insulating Acoustic Mirrors

This work describes the assessment of the acoustic properties of sputtered tantalum oxide films intended as high impedance films for the acoustic isolation of bulk acoustic wave devices operating in the GHz frequency range. The films are grown by sputtering a metallic tantalum target under different oxygen and argon gas mixtures, total pressures, pulsed DC powers and substrate bias. The structural properties of the films are assessed through infrared absorption spectroscopy and X-ray diffraction measurements. Their acoustic impedance is obtained after estimating the mass density by X-ray reflectometry measurements and the longitudinal acoustic velocity by analyzing the longitudinal λ/2 resonance induced in a tantalum oxide film inserted between an acoustic reflector and an AlN-based resonator. A second measurement of the sound velocity is achieved through picosecond acoustic spectroscopy.

High-Acoustic-Impedance Tantalum Oxide Layers for Insulating Acoustic Reflectors

This work describes the assessment of the acoustic properties of sputtered tantalum oxide films intended for use as high-impedance films of acoustic reflectors for solidly mounted resonators operating in the gigahertz frequency range. The films are grown by sputtering a metallic tantalum target under different oxygen and argon gas mixtures, total pressures, pulsed dc powers, and substrate biases. The structural properties of the films are assessed through infrared absorption spectroscopy and X-ray diffraction measurements. Their acoustic impedance is assessed by deriving the mass density from X-ray reflectometry measurements and the acoustic velocity from picosecond acoustic spectroscopy and the analysis of the frequency response of the test resonators.

A chemically diverse conducting polymer-based "electronic nose".

We describe a method for generating a variety of chemically diverse broadly responsive low-power vapor sensors. The chemical polymerization of pyrrole in the presence of plasticizers has yielded conducting organic polymer films whose resistivities are sensitive to the identity and concentration of various vapors in air. An array of such sensing elements produced a chemically reversible diagnostic pattern of electrical resistance changes upon exposure to different odorants. Principal component analysis has demonstrated that such sensors can identify and quantify different airborne organic solvents and can yield information on the components of gas mixtures.

Evaluation of the multi-element capabilities of collision/reaction cell inductively coupled plasma - mass spectrometry in wine analysis

This work explores the multi-element capabilities of inductively coupled plasma - mass spectrometry with collision/reaction cell technology (CCT-ICP-MS) for the simultaneous determination of both spectrally interfered and non-interfered nuclides in wine samples using a single set of experimental conditions. The influence of the cell gas type (i.e. He, He+H2 and He+NH3), cell gas flow rate and sample pre-treatment (i.e. water dilution or acid digestion) on the background-equivalent concentration (BEC) of several nuclides covering the mass range from 7 to 238 u has been studied. Results obtained in this work show that, operating the collision/reaction cell with a compromise cell gas flow rate (i.e. 4 mL min−1) improves BEC values for interfered nuclides without a significant effect on the BECs for non-interfered nuclides, with the exception of the light elements Li and Be. Among the different cell gas mixtures tested, the use of He or He+H2 is preferred over He+NH3 because NH3 generates new spectral interferences. No significant influence of the sample pre-treatment methodology (i.e. dilution or digestion) on the multi-element capabilities of CCT-ICP-MS in the context of simultaneous analysis of interfered and non-interfered nuclides was observed. Nonetheless, sample dilution should be kept at minimum to ensure that light nuclides (e.g. Li and Be) could be quantified in wine. Finally, a direct 5-fold aqueous dilution is recommended for the simultaneous trace and ultra-trace determination of spectrally interfered and non-interfered elements in wine by means of CCT-ICP-MS. The use of the CCT is mandatory for interference-free ultra-trace determination of Ti and Cr. Only Be could not be determined when using the CCT due to a deteriorated limit of detection when compared to conventional ICP-MS.

CeO2-promoted Ni/activated carbon catalysts for the water–gas shift (WGS) reaction

The low temperature water–gas shift (WGS) reaction has been studied over carbon-supported nickel catalysts promoted by ceria. To this end, cerium oxide has been dispersed (at different loadings: 10, 20, 30 and 40 wt.%) on the activated carbon surface with the aim of obtaining small ceria particles and a highly available surface area. Furthermore, carbon- and ceria-supported nickel catalysts have also been studied as references. A combination of N2 adsorption analysis, powder X-ray diffraction, temperature-programmed reduction with H2, X-ray photoelectron spectroscopy and TEM analysis were used to characterize the Ni–CeO2 interactions and the CeO2 dispersion over the activated carbon support. Catalysts were tested in the low temperature WGS reaction with two different feed gas mixtures: the idealized one (with only CO and H2O) and a slightly harder one (with CO, CO2, H2, and H2O). The obtained results show that there is a clear effect of the ceria loading on the catalytic activity. In both cases, catalysts with 20 and 10 wt.% CeO2 were the most active materials at low temperature. On the other hand, Ni/C shows a lower activity, this assessing the determinant role of ceria in this reaction. Methane, a product of side reactions, was observed in very low amounts, when CO2 and H2 were included in the WGS feed. Nevertheless, our data indicate that the methanation process is mainly due to CO2, and no CO consumption via methanation takes place at the relevant WGS temperatures. Finally, a stability test was carried out, obtaining CO conversions greater than 40% after 150 h of reaction.

Thermodynamics,

Supplementary note (p. S1-24) has caption title: Thermodynamics of gas mixtures, a lecture delivered at Brown university, August 23, 1945.

Phase equilibria in the system Fe-Zn-O at intermediate conditions between metallic-iron saturation and air

The phase equilibria in the FeO-Fe2O3-ZnO system have been experimentally investigated at oxygen partial pressures between metallic iron saturation and air using a specially developed quenching technique, followed by electron probe X-ray microanalysis (EPMA) and then wet chemistry for determination of ferrous and ferric iron concentrations. Gas mixtures of H-2, N-2, and CO2 or CO and CO2 controlled the atmosphere in the furnace. The determined metal cation ratios in phases at equilibrium were used for the construction of the 1200 degrees C isothermal section of the Fe-Zn-O system. The univariant equilibria between the gas phase, spinel, wustite, and zincite was found to be close to pO(2) = 1 center dot 10(-8) atm at 1200 degrees C. The ferric and ferrous iron concentrations in zincite and spinel at equilibrium were also determined at temperatures from 1200 degrees C to 1400 degrees C at pO(2) = 1 center dot 10(-6) atm and at 1200 degrees C at pO(2) values ranging from 1 center dot 10(-4) to 1 center dot 10(-8) atm. Implications of the phase equilibria in the Fe-Zn-O system for the formation of the platelike zincite, especially important for the Imperial Smelting Process (ISP), are discussed.

Cooperative and competitive adsorption of ethylene, ethane, nitrogen and argon on graphitized carbon black and in slit pores

In this paper we investigate the mixture adsorption of ethylene, ethane, nitrogen and argon on graphitized thermal carbon black and in slit pores by means of the Grand Canonical Monte Carlo simulations. Pure component adsorption isotherms on graphitized thermal carbon black are first characterized with the GCMC method, and then mixture simulations are carried out over a wide range of pore width, temperature, pressure and composition to investigate the cooperative and competitive adsorption of all species in the mixture. Results of mixture simulations are compared with the experimental data of ethylene and ethane (Friederich and Mullins, 1972) on Sterling FTG-D5 (homogeneous carbon black having a BET surface area of 13 m(2)/g) at 298 K and a pressure range of 1.3-93 kPa. Because of the co-operative effect, the Henry constant determined by the traditional chromatography method is always greater than that obtained from the volumetric method.