Organic-inorganic hybrid sol-gelcoatings for metal corrosion protection: a review of recent progress

This paper is a review of the most recent and relevant achievements (from 2001 to 2013) on the development of organic–inorganic hybrid (OIH) coatings produced by sol–gel-derivedmethods to improve resistance to oxidation/corrosion of different metallic substrates and their alloys. This review is focused on the research of OIH coatings based on siloxanes using the sol–gel process conducted at an academic level and aims to summarize the materials developed and identify perspectives for further research. The fundamentals of sol–gel are described, including OIH classification, the interaction with the substrate, their advantages, and limitations. The main precursors used in the synthesis ofOIHsol–gel coatings for corrosion protection are also discussed, according to the metallic substrate used. Finally, a multilayer system to improve the resistance to corrosion is proposed, based on OIH coatings produced by the sol–gel process, and the future research challenges are debated.

Organic load of substrata for wastewater treatment constructed wetlands

In Portugal the use of Constructed Wetlands (CW) for wastewater treatment has been increasing. However a number of these facilities need new strategies to achieve better efficiency. Keeping the culms of reeds on the CW beds not always results as desired, but the use of widely available agro-forest wastes, may be suitable as CW support matrix. This study was performed at lab-scale with dried culms of Phragmites and eucalyptus bark maintained in tap water, to assess them as CW substrata. With a 7 days residence time in water, Phragmites culms added a high organic load (about 400 mg L-1 BOD5) to the medium, while the eucalyptus bark added only, about 60 mg L-1 BOD5. However, by lixiviation, the organic load decreased to about 25 mg L-1 BOD5 in 5 weeks. With the organic load reduction of the leachate water, its surface tension increased, approaching the surface tension of tap water.

Flexible organic–inorganic hybrid layer encapsulation for organic opto-electronic devices

In this work we produce and study the flexible organic–inorganic hybrid moisture barrier layers for the protection of air sensitive organic opto-electronic devices. The inorganic amorphous silicon nitride layer (SiNx:H) and the organic PMMA [poly (methyl methacrylate)] layer are deposited alternatingly by using hot wire chemical vapor deposition (HW-CVD) and spin-coating techniques, respectively. The effect of organic–inorganic hybrid interfaces is analyzed for increasing number of interfaces. We produce highly transparent (∼80% in the visible region) hybrid structures. The morphological properties are analysed providing a good basis for understanding the variation of the water vapor transmission rate (WVTR) values. A minimum WVTR of 4.5 × 10−5g/m2day is reported at the ambient atmospheric conditions for 7 organic/inorganic interfaces. The hybrid barriers show superb mechanical flexibility which confirms their high potential for flexible applications.

Longitudinal evaluation, acceptability and long-term retention of knowledge on a horizontally integrated organic and functional systems course

Undergraduate medical education is moving from traditional disciplinary basic science courses into more integrated curricula. Integration models based on organ systems originated in the 1950s, but few longitudinal studies have evaluated their effectiveness. This article outlines the development and implementation of the Organic and Functional Systems (OFS) courses at the University of Minho in Portugal, using evidence collected over 10 years. It describes the organization of content, student academic performance and acceptability of the courses, the evaluation of preparedness for future courses and the retention of knowledge on basic sciences. Students consistently rated the OFS courses highly. Physician tutors in subsequent clinical attachments considered that students were appropriately prepared. Performance in the International Foundations of Medicine examination of a self-selected sample of students revealed similar performances in basic science items after the last OFS course and 4 years later, at the moment of graduation. In conclusion, the organizational and pedagogical approaches of the OFS courses achieve high acceptability by students and result in positive outcomes in terms of preparedness for subsequent training and long-term retention of basic science knowledge.

The effect of hydrodynamic conditions in Corynebacterium glutamicum growth

[Excerpt] Corynebacterium glutamicum is a facultative anaerobic, gram-positive bacterium with a GRAS status that grows fast and achieves high cell densities. C. glutamicum is commonly used in amino acids production, and is also able to convert sugars in organic acids (OA) and alcohols in specific conditions: anaerobic and limited-oxygen environments. In these conditions, the carbon metabolism is modified, namely the flux shifts from the pentose phosphate pathway to glycolysis and the TCA cycle flux decreases and consequently bacterial growth is strongly affected [1,2]. (...)

Interrelationship between partition behavior of organic compounds and proteins in aqueous dextran-Polyethylene glycol and Polyethylene glycol-sodium sulfate two-phase systems

Partition behavior of adenosine and guanine mononucleotides was examined in aqueous dextran-polyethylene glycol (PEG) and PEG-sodium sulfate two-phase systems. The partition coefficients for each series of mononucleotides were analyzed as a functions of the number of phosphate groups and found to be dependent on the nature of nucleic base and on the type of \ATPS\ utilized. It was concluded that an average contribution of a phosphate group into logarithm of partition coefficient of a mononucleotide cannot be used to estimate the difference between the electrostatic properties of the coexisting phases of ATPS. The data obtained in this study were considered together with those for other organic compounds and proteins reported previously, and the linear interrelationship between logarithms of partition coefficients in dextran-PEG, PEG-Na2SO4 and PEG-Na2SO4-0.215 M NaCl (all in 0.01 M Na- or K/Na-phosphate buffer, pH 7.4 or 6.8) was established. Similar relationship was found for the previously reported data for proteins in Dex-PEG, PEG-600-Na2SO4, and PEG-8000-Na2SO4 ATPS. It is suggested that the linear relationships of the kind established in \ATPS\ may be observed for biological properties of compounds as well.

Comparative genomics reveals adaptations of a halotolerant thaumarchaeon in the interfaces of brine pools in the Red Sea

The bottom of the Red Sea harbors over 25 deep hypersaline anoxic basins that are geochemically distinct and characterized by vertical gradients of extreme physicochemical conditions. Because of strong changes in density, particulate and microbial debris get entrapped in the brine-seawater interface (BSI), resulting in increased dissolved organic carbon, reduced dissolved oxygen toward the brines and enhanced microbial activities in the BSI. These features coupled with the deep-sea prevalence of ammonia-oxidizing archaea (AOA) in the global ocean make the BSI a suitable environment for studying the osmotic adaptations and ecology of these important players in the marine nitrogen cycle. Using phylogenomic-based approaches, we show that the local archaeal community of five different BSI habitats (with up to 18.2% salinity) is composed mostly of a single, highly abundant Nitrosopumilus-like phylotype that is phylogenetically distinct from the bathypelagic thaumarchaea; ammonia-oxidizing bacteria were absent. The composite genome of this novel Nitrosopumilus-like subpopulation (RSA3) co-assembled from multiple single-cell amplified genomes (SAGs) from one such BSI habitat further revealed that it shares [sim]54% of its predicted genomic inventory with sequenced Nitrosopumilus species. RSA3 also carries several, albeit variable gene sets that further illuminate the phylogenetic diversity and metabolic plasticity of this genus. Specifically, it encodes for a putative proline-glutamate 'switch' with a potential role in osmotolerance and indirect impact on carbon and energy flows. Metagenomic fragment recruitment analyses against the composite RSA3 genome, Nitrosopumilus maritimus, and SAGs of mesopelagic thaumarchaea also reiterate the divergence of the BSI genotypes from other AOA.

Persistent organic chemicals of emerging environmental concern

The use of chemicals and chemical derivatives in agriculture and industry has contributed to their accumulation and persistence in the environment. Persistent organic pollutants (POPs) are among the environmental pollutants of most concern since, when improperly handled and disposed, they can persist in the environment, bioaccumulate through the food web, and may create serious public health and environmental problems. Development of an effective degradation process has become an area of intense research. The physical/chemical methods employed, such as volatilization, evaporation, photooxidation, adsorption, or hydrolysis, are not always effective, are very expensive, and, sometimes, lead to generation/disposal of other contaminants. Biodegradation is one of the major mechanisms by which organic contaminants are transformed, immobilized, or mineralized in the environment. A clear understanding of the major processes that affect the interactions between organic contaminants, microorganisms, and environmental matrix is, thus, important for determining persistence of the compounds, for predicting in situ transformation rates, and for developing site remediation. Information on their risks and impact and occurrence in the different environmental matrices is also important, in order to attenuate their impact and apply the appropriate remediation process. This chapter provides information on the fate of pesticides and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), their impact, bioavailability, and biodegradation. © Springer Science+Business Media Dordrecht 2014.

"Saber escrever, saber falar": a escrita criativa nas aulas de espanhol

Relatório de estágio de mestrado em Ensino de Português no 3º Ciclo do Ensino Básico e no Ensino Secundário e de Espanhol nos Ensinos Básico e Secundário

Production of biohydrogen from dark fermentation of organic wastes

Dissertação de mestrado em Bioengenharia

Estudio ecofisiológico y agronómico del orégano en los sistemas de producción en Córdoba. EcophysiologicalL and agronomic studies of traditional and organic origanum production in Córdoba.

El presente proyecto da respuesta a la problemática agronómica de la Producción de Orégano en Córdoba siendo incluso extensible a la República Argentina. Existe una demanda del producto no satisfecha tanto a nivel nacional como internacional. La producción está en manos de pequeños productores los que necesitan de tecnologías para mejorar su capacidad productiva, e incluso exportar. En este contexto falta investigación básica y aplicada en relación a aspectos agronómicos de la Producción Primaria (Cultivo - Cosecha), de los ecotipos: Compacto Negrito, Criollo Mendocino, Chileno II, Verde Limón, Aromet Rosa 1, Aromet Rosa 2 y Orégano Invasor designado por la Cooperativa como Orégano Plaga. La hipótesis general del proyecto es: El Sistema de Producción Tradicional y Orgánico de los distintos ecotipos de orégano se los puede caracterizar agronómica y económicamente desde la perspectiva taxonómica, ecofisiológica, sanitaria y de la calidad del producto. Los objetivos son: a-Analizar los ecotipos de orégano en base a la taxonomía y el comportamiento ecofisiológico. b-Identificar las plagas y enfermedades. c-Evaluar la calidad del producto y el impacto económico de los Sistemas de Producción Tradicional y Orgánico. Las Metodologías incluyen evaluaciones respecto a variables: Taxonómicas, Anatómicas, Ecofisiológicas (Economía del Agua, del Carbono y de los Nutrientes), Fitosanitarias, Calidad del producto y evalución económica de los Sistemas Productivos en el contexto de la cadena de valor. De este proyecto se esperan obtener conocimientos básicos y aplicados sobre los Sistemas de Producción de orégano optimizando tecnologías económicamente sustentables.

Estudio de la factibilidad del uso de bioindicadores pasivos para la detección selectiva de contaminantes orgánicos. Feasibility study of the use of pasive biomonitors for the selective detection of organic pollutants.

En Argentina, existe escasa información sobre las características y concentración de sustancias orgánicas en la atmósfera y, en particular, la información referida a compuestos polifluorados (como por ej. Ácidos perfluorocarboxílicos, PFCA) es prácticamente nula. Los niveles de concentración de estos compuestos están aumentando de manera alarmante en todo el mundo. Se conoce la elevada toxicidad de algunos de ellos debido a que son bioacumulativos, persistentes en el ambiente y potencialmente cancerígenos. En estos momentos se está investigando cuales son los precursores de estos compuestos en el medio ambiente y los mecanismos involucrados en la generación de los PFCA.El uso de biomonitores constituye una excelente alternativa al monitoreo instrumental automático, especialmente para países en desarrollo porque no requieren la aplicación de tecnologías complicadas y son de muy bajo costo. Con este fin se pretende evaluar la factibilidad del empleo de bioindicadores pasivos para la detección de sustancias orgánicas, entre ellos, alcoholes fluoroteloméricos y ácidos perfluorados y estimar el daño que estos compuestos provocan en los organismos expuestos. Se emplearán dos especies autóctonas de epífitas del género Tilandsia para evaluar modificaciones quimico-fisiológicas provocadas por la exposición a concentraciones conocidas de estos compuestos y la especie Tradescantia pallida para evaluar efectos genotóxicos. Se espera, además estimar las concentraciones ambientales de los compuestos bajo estudio mediante el empleo de biomonitores. En este contexto, el desarrollo de este proyecto tendrá un impacto favorable sobre el medio ambiente ya que sus resultados permitirán conocer la capacidad bioindicadora de especies biomonitoras autóctonas, con el fin de emplearlas para identificar ambientes contaminandos con compuestos orgánicos polifluorados y en un futuro extenderla a la mayor variedad de contaminantes atmosféricos orgánicos posibles. Además, la calibración de biomonitores servirá para realizar seguimientos temporales de este tipo de contaminantes en distintos ambientes en Argentina, o en el lugar donde exista el problema de contaminación.

Aspectos moleculares del desarrollo de biofilms, la colonización de la planta y la emisión de compuestos orgánicos volátiles en bacterias rizosféricas. Molecular aspects of biofilm development, plant colonization and microbial volatile organic emission in rhizospheric bacteria.

Las bacterias que habitan la rizosfera y que poseen la capacidad de provocar un efecto positivo sobre las plantas son denominadas en su conjunto como Rizobacterias Promotoras del Crecimiento Vegetal (PGPR). Estas bacterias han desarrollado diferentes estrategias para adaptarse a diversas condiciones ambientales. La capacidad para responder a variaciones en la disponibilidad nutricional permite la persistencia de la bacteria en el suelo y mejora sus posibilidades para colonizar la planta hospedadora. En la naturaleza, a menudo las bacterias se encuentran en estructuras de comunidades de microorganismos interconectados denominados biofilms, con un estilo de vida diferente al de la vida en forma planctónica. La formación del biofilm podría representar una estrategia de supervivencia de la rizobacteria a condiciones adversas del suelo. Por Microscopía Confocal de Barrido Láser (CLSM), hemos observado que Rhizobium leguminosarum desarrolla un biofilm característico sobre una superficie abiótica. Hemos identificado algunos de los factores genéticos que influyen en su formación. El presente proyecto propone avanzar en el conocimiento de los factores ambientales y genéticos que influyen sobre la capacidad de las rizobacterias para formar biofilms y su impacto en la interacción con las plantas. A través de enfoques genéticos (mutacionales y de expresión génica) y análisis por CLSM nos proponemos acercarnos a un modelo de los factores de superficie, extracelulares y regulatorios propios de la bacteria que influyen en las propiedades de adhesión y la formación de biofilms. Por último, se intentará correlacionar la emisión de compuestos orgánicos volátiles por las bacterias rizosféricas con ciertos aspectos de la promoción del crecimiento de las plantas.

Estudios de sistemas organizados con aplicaciones en nanoquímica, síntesis orgánica y en reactividad. Studies of organized systems with applications in nanochemistry, organic synthesis and reactivity.

El objetivo general de este proyecto es el estudio de distintos tipos de sistemas organizados, conocer los factores que determinan la forma de organización y las consecuencias que ésta tiene sobre la reactividad de moléculas que se encuentran en ese entorno organizado. Se pretende realizar, desde la fisicoquímica y la síntesis orgánica, aportes a áreas multidisciplinarias como la nanociencia y la nanotecnología. Se sintetizarán ciclodextrinas anfifílicas y se estudiará su comportamiento en solución y en interfases, sus propiedades de agregación y morfología. Se estudiará también la termodinámica de los procesos y la capacidad catalítica de estas ciclodextrinas anfifílicas en superficies bidimensionales en reacciones de hidrólisis de ésteres. Las ciclodextrinas anfifílicas sintetizadas en el laboratorio se utilizarán también en mezclas con otros surfactantes, con el objetivo de generar medios eficientes respecto a la solubilización y extracción de contaminantes orgánicos desde suelos. Se espera encontrar sistemas que presenten efectos sinérgicos. Se determinará el efecto de la formación de complejos con ciclodextrina sobre las propiedades fisicoquímicas y la reactividad de pesticidas de amplio uso en agricultura, en particular de compuestos organofosforados. Se investigarán ciclodextrinas que permitan controlar la liberación del agroquímico y se realizarán estudios de la reactividad de los pesticidas en solución y en medios que simulen el suelo determinando si la inclusión en las ciclodextrinas modifica la velocidad de descomposición. En la búsqueda de nuevos sistemas microheterogéneos se sintetizarán surfactantes gémini con una cadena hidrocarbonada y una perfluorada y se determinarán sus propiedades. Luego de su caracterización, estos surfactantes se aplicarán en estudios de reactividad de compuestos insolubles en agua.Se estudiará la formación de complejos de ciclodextrina con metales de transición y los mismos se utilizarán como catalizadores en reacciones de oxidación de sulfuros y de alquenos en medios acuosos y no acuosos buscando condiciones donde se logre inducción quiral. Se sintetizarán compuestos azufrados polifuncionales con los cuales se modificarán superficies de nanopartículas por quimioadsorción de los mismos. Dado que se pretende obtener compuestos con propiedades específicas que dependen de su estructura, se llevará a cabo el modelado computacional de las distintas moléculas en estudio, ya que esto podría aportar datos relevantes acerca de qué modificaciones estructurales podrían intensificar la propiedad o propiedades buscadas. En una etapa posterior se correlacionarán las propiedades predichas a través de cálculos teóricos con las observadas experimentalmente, lo que intrínsecamente conlleva a un mayor conocimiento del sistema.Los estudios propuestos en este proyecto permitirán avanzar en la comprensión de los factores supramoleculares que controlan y modulan la interacción de ligandos con sus receptores en interfases y la ocurrencia de reacciones hidrolíticas en interfases autoorganizadas.