Novel LTCC-potentiometric microfluidic device for biparametric analysis of organic compounds carrying plastic antibodies as ionophores: Application to sulfamethoxazole and trimethoprim

Monitoring organic environmental contaminants is of crucial importance to ensure public health. This requires simple, portable and robust devices to carry out on-site analysis. For this purpose, a low-temperature co-fired ceramics (LTCC) microfluidic potentiometric device (LTCC/μPOT) was developed for the first time for an organic compound: sulfamethoxazole (SMX). Sensory materials relied on newly designed plastic antibodies. Sol–gel, self-assembling monolayer and molecular-imprinting techniques were merged for this purpose. Silica beads were amine-modified and linked to SMX via glutaraldehyde modification. Condensation polymerization was conducted around SMX to fill the vacant spaces. SMX was removed after, leaving behind imprinted sites of complementary shape. The obtained particles were used as ionophores in plasticized PVC membranes. The most suitable membrane composition was selected in steady-state assays. Its suitability to flow analysis was verified in flow-injection studies with regular tubular electrodes. The LTCC/μPOT device integrated a bidimensional mixer, an embedded reference electrode based on Ag/AgCl and an Ag-based contact screen-printed under a micromachined cavity of 600 μm depth. The sensing membranes were deposited over this contact and acted as indicating electrodes. Under optimum conditions, the SMX sensor displayed slopes of about −58.7 mV/decade in a range from 12.7 to 250 μg/mL, providing a detection limit of 3.85 μg/mL and a sampling throughput of 36 samples/h with a reagent consumption of 3.3 mL per sample. The system was adjusted later to multiple analyte detection by including a second potentiometric cell on the LTCC/μPOT device. No additional reference electrode was required. This concept was applied to Trimethoprim (TMP), always administered concomitantly with sulphonamide drugs, and tested in fish-farming waters. The biparametric microanalyzer displayed Nernstian behaviour, with average slopes −54.7 (SMX) and +57.8 (TMP) mV/decade. To demonstrate the microanalyzer capabilities for real applications, it was successfully applied to single and simultaneous determination of SMX and TMP in aquaculture waters.

Projecto de Instalação de Processamento de Material Feldspático. Caso de Estudo:Argemela

Feldspato é o nome dado a uma importante família de minerais, do grupo dos tectossilicatos, que compõem o material rochoso de mais de 60% da crusta terrestre. Estes minerais são constituintes essenciais da maior parte das rochas cristalinas e a sua importância é tal que o seu estudo constitui um capítulo fundamental da petrografia. Dada a sua grande incidência na crusta terrestre, os feldspatos ocorrem em diversos cenários geológicos, desde os depósitos pegmatitos, aos aplitos, granitos, sienitos nefelínicos e ainda areias feldspáticas. As suas características químicas, físicas e mineralógicas fazem com que este grupo de minerais esteja presente nas mais diversificadas indústrias, tais como a vidreira, cerâmica, tintas, borrachas, plásticos, abrasivos ligeiros, elétrodos de soldadura, entre outros. Em Portugal, as principais unidades produtoras de feldspatos encontram‐se distribuídas pelo Norte e Centro do país, mais concretamente pelos distritos de Viana do Castelo, Braga, Vila Real, Porto, Viseu e Guarda. Novos estudos geológicos acompanhados de prospeções, nomeadamente na região do maciço central, têm sido efetuados com vista à descoberta de novos depósitos com potencial para exploração deste importante mineral. O depósito aplítico da Argemela, no concelho do Fundão apresenta‐se como um depósito cujas dimensões e qualidade apresentadas indicam a possibilidade de exploração. Nesse sentido, o presente trabalho consiste em analisar e caracterizar os materiais presentes na quele depósito mineral, tendo em vista a respectiva aplicação industrial, e posteriormente propor uma instalação de processamento do material para que o mesmo seja comercializado. Também será objeto deste trabalho a análise da viabilidade económica do projeto, mais concretamente fazendo a previsão do investimento inicial de modo a somar os custos de produção correntes e avaliar o retorno com base na comercialização do material no modo “Ex Works”.

Estudo da Resistência Mecânica do Betão com Agregado Cerâmico Vermelho

Os sectores da construção e demolição de edifícios são responsáveis por um elevado volume de produção de resíduos. Estes resíduos são normalmente direcionados para aterros, que se encontram, neste momento, sobrelotados. Esta falta de capacidade de receção de resíduos tem como consequência imediata o aumento dos valores monetários associados ao depósito destes materiais excedentários. Com a elevada produção destes resíduos torna-se importante a sua reciclagem e reutilização. No caso da Engenharia Civil, uma grande produtora de resíduos, seria ainda mais interessante o seu reaproveitamento imediato na área. Nesta investigação, pretendeu-se avaliar o desempenho mecânico de betões com diferentes percentagens de agregados cerâmicos vermelhos. Essa investigação passou numa fase inicial pelo estado fresco do betão, de forma a analisar a sua trabalhabilidade. Na fase seguinte, analisou-se no estado endurecido, a resistência à compressão e resistência à tração por compressão diametral. Para concretização deste objetivo produziram-se três tipos de betões: um de referência (areia fina e brita fina), um betão com incorporação de agregados finos e grossos de cerâmica vermelha, juntamente com a areia fina e a brita fina, e o terceiro, um betão com a substituição total da areia fina por cerâmica fina. A realização desta investigação, demostrou que os betões com a incorporação de agregado cerâmico vermelho apresentam resultados de boa qualidade, sendo plausível a sua utilização em estruturas.

Production of ellagitannins concentrate by UF-NF from tropical highland blackberries

Dissertation presented to Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa for obtaining the master degree in Membrane Engineering

Acidogenic digestion of effluents of the cheese industry in packed bed biofilm reactors

Dissertation for the Master degree in Biotechnology

Natural hydraulic lime mortars: influence of the aggregates

3rd Historic Mortars Conference, 11-14 September 2013, Glasgow, Scotland

Evaluation of air lime and clayish earth mortars for earthen wall renders

CIAV2013 – International Conference on Vernacular Architecture, 7º ATP, VerSus, 16-20 october 2013

The effect of hydraulic components on lime mortars

XXX IAHS World Congress on Housing - Housing Construction: An Interdisciplinary Task, September 9-13, 2002, Coimbra, Portugal

Potential for ORC application in the Portuguese manufacturing industry

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, perfil Gestão e Sistemas Ambientais

Air lime-earth blended mortars - Assessment on fresh state and workability

International Conference on Vernacular Heritage, Sustainability and Earthen Architecture, VerSus 2014, 2nd MEDITERRA, 2nd ResTAPIA, 11-13 September, Valencia, Spain

Incorporação de resíduos de cerâmica em argamassas de cal aérea

Sabe-se que aproximadamente 30% do material produzido pela indústria cerâmica é considerado desperdício e, frequentemente, depositado em aterro, com o impacto ambiental negativo que acarreta. Esta tem sido uma das grandes motivações para a crescente investigação que tem sido levada a cabo a fim de obter soluções viáveis para a sua reintrodução no processo produtivo. A viabilidade do uso de resíduos de material cerâmico tem vindo a ser avaliada, principalmente, na incorporação em betões ou em argamassas com base em cimento. Na antiguidade e na ausência de pozolanas naturais, eram frequentemente utilizados resíduos cerâmicos moídos, atuando como pozolanas artificiais e conferindo algumas características hidráulicas e de durabilidade às argamassas de cal aérea. Temse efetivamente constatado que alguns pós resultantes de desperdícios de cerâmica de barro vermelho, nomeadamente os que foram sujeitos a tratamento térmico a temperaturas inferiores a 900°C e moídos em granulometria fina, podem funcionar como pozolanas artificiais em argamassas. A introdução de resíduos de cerâmica em granulometria mais grossa nas argamassas, como agregado, pode também revelarse vantajoso, na medida em que permite substituir parcialmente a areia normalmente utilizada. Assim sendo, o recurso aos resíduos de cerâmica pode ser muito vantajoso em três vertentes principais: a redução de resíduos a depositar em aterro, a redução da extração de rochas para serem utilizadas na produção de ligantes e de areias e a produção de argamassas com comportamentos melhorados. Com o objetivo de analisar a viabilidade da introdução de resíduos de cerâmica em argamassas, que se pretendem sejam, essencialmente, adequadas como argamassas de substituição, tem vindo a ser desenvolvida investigação na Universidade de Coimbra em colaboração com a Universidade Nova de Lisboa. O trabalho que se apresenta neste artigo é uma pequena parte dessa investigação. Toda esta investigação tem tido o apoio de um projeto de investigação financiado pela FCT.

Evaporation from porous building materials and its cooling potential

Evaporative cooling is a traditional strategy to improve summer comfort, which has gained renewed relevance in the context of the transition to a greener economy. Here, the potential for evaporative cooling of two common porous building materials, natural stone and ceramic brick, was evaluated. The work has relevance also to the protection of built heritage becauseevaporation underlies the problems of dampness and salt crystallization, which are so harmful and frequent in this heritage. It was observed that the drying rate of the materials is, in some cases, higher than the evaporation rate of a free water surface. Surface area measurements by a three-dimensional optical technique suggested, as probable cause of this behavior, that surface irregularity gives rise to a large effective surface of evaporation in the material. Surface temperature measurements by infrared were performed afterward during evaporation experiments outside during a hot summer day in Lisbon. Their results indicate that ordinary building materials can be very efficient evaporative media and, thus, may help in achieving higher energy efficiency while maintaining a simultaneous constructive or architectural function.

Biological colonization on majolica glazed tiles: biodeterioration, bioreceptivity and mitigation strategies

The impact of microbial activity on the deterioration of cultural heritage is a well-recognized global problem. Glazed wall tiles constitute an important part of the worldwide cultural heritage. When exposed outdoors, biological colonization and consequently biodeterioration may occur. Few studies have dealt with this issue, as shown in the literature review on biodiversity, biodeterioration and bioreceptivity of architectural ceramic materials. Due to the lack of knowledge on the biodeteriogens affecting these assets, the characterization of microbial communities growing on Portuguese majolica glazed tiles, from Pena National Palace (Sintra, Portugal) and another from Casa da Pesca (Oeiras, Portugal) was carried out by culture and molecular biology techniques. Microbial communities were composed of microalgae, cyanobacteria, bacteria and fungi, including a new fungal species (Devriesia imbrexigena) described for the first time. Laboratory-based colonization experiments were performed to assess the biodeterioration patterns and bioreceptivity of glazed wall tiles produced in laboratory. Microorganisms previously identified on glazed tiles were inoculated on pristine and artificially aged tile models and incubated under laboratory conditions for 12 months. Phototrophic microorganisms were able to grow into glaze fissures and the tested fungus was able to form oxalates over the glaze. The bioreceptivity of artificially aged tiles was higher for phototrophic microorganisms than pristine tile models. A preliminary approach on mitigation strategies based on in situ application of commercial biocides and titanium dioxide (TiO2) nanoparticles on glazed tiles demonstrated that commercial biocides did not provide long term protection. In contrast, TiO2 treatment caused biofilm detachment. In addition, the use of TiO2 thin films on glazed wall tiles as a protective coating to prevent biological colonization was analysed under laboratorial conditions. Finally, conservation notes on tiles exposed to biological colonization were presented.

Arqueologia Urbana em Lisboa: o Convento do Carmo entre os séculos XIV e XIX

No estágio desenvolvido na intervenção arqueológica em curso na área envolvente ao Convento do Carmo, em Lisboa, foi possível recolher abundante espólio que ajuda a compreender a sua ocupação desde o período medieval aos nossos dias. O relatório que aqui se apresenta pretende abordar, numa fase prévia e de âmbito generalizado, a problemática das intervenções preventivas em contexto urbano, partindo para o caso específico do Convento do Carmo. As observações feitas na zona tardoz do convento durante os trabalhos de escavação lançaram as bases para a escolha de um conjunto cerâmico como objecto de estudo. A existência, na fachada Este, de algumas marcas de canteiro com vestígios de pigmento vermelho permitiu teorizar sobre a hipótese de parte da fachada ter sido aterrada não muito tempo após a sua construção. Foi com base nessa hipótese que se optou por estudar a cerâmica recolhida no depósito [1298]/[705], sedimento que assentava parcialmente no alicerce do monumento.

Geopolymers as infill material for conservation of azulejos

The restoration materials currently used to fill gaps in architectural historical azulejos (e.g. lime or organic resin pastes) usually show serious drawbacks in terms of compatibility, effectiveness and durability. The existing solutions do not fully protect azulejos in outdoor conditions and frequently result in further deterioration. Geopolymers can be a potential solution for azulejo lacunae infill given the chemical-mineralogical similitude to the ceramic body, and also the durability and versatile range of physical properties that can be obtained through the manipulation of their formulation and curing conditions. This work presents and discusses the viability of the use of geopolymeric pastes to fill lacunae in azulejos or to act as “cold” cast ceramic tile surrogates reproducing missing azulejo fragments. The formulation of geopolymers, namely the type of activators, the aluminosilicate source, the amount of water (to meet adequate workability requirements) and curing conditions were studied. The need for post-curing desalination was also considered envisaging their application in the restoration of outdoor architectural historical azulejos frequently exposed to adverse environmental conditions. The possible advantages and disadvantages of the use of geopolymers in the conservation of azulejos are also discussed. Several techniques were used to study the chemical and physical behavior of geopolymers, namely FT-IR, XRD, MIP, SEM-EDS, WDXRF, electrical conductivity, open porosity, bending strength, adhesion strength, water vapour permeability, thermal expansion and hydric expansion. The results indicate that geopolymers are a promising material for restoration of azulejos, exhibiting some properties, such as adhesion to the ceramic substrate, higher than inorganic materials used nowadays, such as aerial lime based pastes.