Spike-timing dependent plasticity and connectivity in primate sensorimotor cortex

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-06

Moving together – conditions for intercultural development at a highly diverse Swedish school

This thesis is a case study of a primary school in a highly diverse urban neighbourhood in Sweden. Basic pre-conditions for intercultural school development are studied by examining the overall organisation of teaching, learning and opportunities for collaboration in the investigated case. The study focuses on the targeted support measures to enhance learning for students with an immigrant background: Mother tongue instruction, Swedish as a Second Language, and tutoring in the mother tongue, as well as looking at pedagogical support provided by the school library. The latter has a mission to promote learning and inclusion, where non-native speakers of Swedish are a prioritised group. Communities of practice linked to the work organisation at a meso-level are investigated, and the collaborative relationships between professional groups at the school involved in the various support measures. Teacher relationships and categorisations implied by support measures impact the learning spaces that are shaped for students and the teaching spaces within which teachers work. Collaborative opportunities and convergence of concerns in the teaching spaces combine to shape the overall space for intercultural development. The raw data for the case study consists of interviews, national policy documents and additional information on local work organisation gained through documents and observations. Four articles resulted from the case study, each focusing a specific support measure. An overarching analysis is then made of findings from these articles and the other dimensions of the investigation. The analysis describes the organisation in terms of monocultural or intercultural school cultures, pointing to significant characteristics of the landscapes of practice, with respect to their overall implications for the spaces of school development. In the discussion, findings are considered in relation to research on professional development in education, collaboration, democracy and inclusive schooling. The relative positioning of languages and cultures is given particular attention, to ascertain if the school culture is monocultural or intercultural in the sense given by Lahdenperä (2008), and to what extent it could enable intercultural development. Such positioning plays a role interms of affordances for identity, participation and engagement discussed by Wenger (1998). This case study should be understood against the wider background of recent social developments in Europe linked to globalisation and technological changes. It is argued that looking at the concrete specifics which facilitate or obstruct school development, and simultaneously reflecting on how the different forms of teaching interrelate in the overall organisation and in policy may provide a useful vantage point from which structural changes can be contemplated.The discussion underlines the importance of the physical localisation of activities, continuity in personal contacts and time available for joint pedagogical reflection, as basic conditions for effective intercultural dialogue in the organisation. Finally, the impact of policy is considered, looking at connections between levels of policy, expressed in official steering documents, and conditions for teaching and learning at the level of an individual school.

Conflict and Stability in the Neoliberal Era: Explaining Urban Unrest in Latin America

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Estimation of the Crustal Bulk Properties Beneath Mainland Portugal from P-Wave Teleseismic Receiver Functions

In this work, we present results from teleseismic P-wave receiver functions (PRFs) obtained in Portugal, Western Iberia. A dense seismic station deployment conducted between 2010 and 2012, in the scope of the WILAS project and covering the entire country, allowed the most spatially extensive probing on the bulk crustal seismic properties of Portugal up to date. The application of the H-kappa stacking algorithm to the PRFs enabled us to estimate the crustal thickness (H) and the average crustal ratio of the P- and S-waves velocities V (p)/V (s) (kappa) for the region. Observations of Moho conversions indicate that this interface is relatively smooth with the crustal thickness ranging between 24 and 34 km, with an average of 30 km. The highest V (p)/V (s) values are found on the Mesozoic-Cenozoic crust beneath the western and southern coastal domain of Portugal, whereas the lowest values correspond to Palaeozoic crust underlying the remaining part of the subject area. An average V (p)/V (s) is found to be 1.72, ranging 1.63-1.86 across the study area, indicating a predominantly felsic composition. Overall, we systematically observe a decrease of V (p)/V (s) with increasing crustal thickness. Taken as a whole, our results indicate a clear distinction between the geological zones of the Variscan Iberian Massif in Portugal, the overall shape of the anomalies conditioned by the shape of the Ibero-Armorican Arc, and associated Late Paleozoic suture zones, and the Meso-Cenozoic basin associated with Atlantic rifting stages. Thickened crust (30-34 km) across the studied region may be inherited from continental collision during the Paleozoic Variscan orogeny. An anomalous crustal thinning to around 28 km is observed beneath the central part of the Central Iberian Zone and the eastern part of South Portuguese Zone.

European student mobility and intercultural learning at a portuguese university

The purpose of this study is to understand, impact and evaluate the development of intercultural communicative competencies among European credit-seeking exchange students and other sojourners through purposeful intercultural pedagogy. This pedagogy encompasses intentional intercultural- educational approaches which aim to support and enhance sojourners’ intercultural learning throughout the study abroad cycle (pre-departure, in-country and reentry phases). To test and validate these pedagogies a 20-hour intervention was designed and implemented among two cohorts of 31 sojourners during the in-country phase of their sojourn in Portugal. The process to develop and validate the intercultural intervention was driven by a mixed-methods methodology which combined quantitative and qualitative data to triangulate, complement and expand research results from a pragmatic stance. The mixed methods research design adopted is multi-phased and encompasses a multi-case study and an evaluative component. The multi-case component is embodied by sojourner cohorts: (1) the primary case study involves 19 incoming students at the University of Aveiro (Portugal) as participants in the European exchange program Campus Europae; (2) the second case study comprises three incoming Erasmus students and nine highly skilled immigrants at the same university. All 31 sojourners attended two intermediate Portuguese as Foreign Language classrooms where the intervention was employed. Data collection was extensive and involved collecting, analyzing and mixing quantitative and qualitative strands across four research phases. These phases refer to the: (1) development, (2) implementation and (3) evaluation of the intervention, as well as to (4) a stakeholder analysis of the external value of the intervention and of the Campus Europae program. Data collection instruments included pre and posttest questionnaires and semi-structured interviews. Results confirm the intercultural effectiveness of the intervention and the positive impact upon research participants’ intercultural gains. This impact was, however, greater in case study 2. Among explanatory variables, three stand out: (1) participant meaning-making abilities, (2) host language proficiency and related variables, and (3) type of sojourn or exchange programs. Implications for further research highlight the need to systematize purposeful intercultural pedagogy in sojourner populations in general, and in European credit student mobility in particular. In the latter case, these pedagogies should be part of the design and delivery of credit-bearing exchange programs in pre- departure, in-country and re-entry phases. Implications for practice point to the urge to improve intercultural practices in: macro (higher education institutions), mezzo (exchange programs) and micro (sojourner language classrooms) contexts where this research took place, and wider social scenarios they represent.

Dynamique de l'oxygène et l'activité microbienne dans les lacs de fonte du pergélisol subarctique

Les lacs de thermokarst (lacs peu profonds créés par le dégel et l’érosion du pergélisol riche en glace) sont un type unique d’écosystèmes aquatiques reconnus comme étant de grands émetteurs de gaz à effet de serre vers l’atmosphère. Ils sont abondants dans le Québec subarctique et ils jouent un rôle important à l’échelle de la planète. Dans certaines régions, les lacs de thermokarst se transforment rapidement et deviennent plus grands et plus profonds. L’objectif de cette étude était d’améliorer la compréhension et d’évaluer quelles variables sont déterminantes pour la dynamique de l’oxygène dans ces lacs. C’est pourquoi j’ai examiné les possibles changements futurs de la dynamique de l’oxygène dans ces lacs dans un contexte de réchauffement climatique. Une grande variété de méthodes ont été utilisées afin de réaliser cette recherche, dont des analyses in situ et en laboratoire, ainsi que la modélisation. Des capteurs automatisés déployés dans cinq lacs ont mesuré l’oxygène, la conductivité et la température de la colonne d’eau en continu de l’été 2012 jusqu’à l’été 2015, à des intervalles compris entre 10 à 60 minutes. Des analyses en laboratoire ont permis de déterminer la respiration et les taux de production bactériens, les variables géochimiques limnologiques, ainsi que la distribution de la production bactérienne entre les différentes fractions de taille des communautés. La température de l’eau et les concentrations d’oxygène dissous d’un lac de thermokarst ont été modélisées avec des données du passé récent (1971) au climat futur (2095), en utilisant un scénario modéré (RCP 4.5) et un scénario plus extrême (RCP 8.5) de réchauffement climatique. Cette recherche doctorale a mis en évidence les conditions anoxiques fréquentes et persistantes présentes dans de nombreux lacs de thermokarst. Aussi, ces lacs sont stratifiés pendant l’hiver comme des concentrations élevées d’ions s’accumulent dans leurs hypolimnions à cause de la formation du couvert de glace (cryoconcentration) et de la libération des ions avec la respiration bactérienne. Les différences de température contribuent également à la stabilité de la stratification. La dynamique de mélange des lacs de thermokarst étudiés était contrastée : la colonne d’eau de certains lacs se mélangeait entièrement deux fois par année, d’autres lacs se mélangeaient qu’une seule fois en automne, alors que certains lacs ne se mélangeaient jamais entièrement. Les populations bactériennes étaient abondantes et très actives, avec des taux respiratoires comparables à ceux mesurés dans des écosystèmes méso-eutrophes ou eutrophes des zones tempérées de l’hémisphère nord. L’érosion des matériaux contenus dans le sol des tourbières pergélisolées procure un substrat riche en carbone et en éléments nutritifs aux populations bactériennes, et ils constituent des habitats propices à la colonisation par des populations de bactéries associées aux particules. Le modèle de la concentration d’oxygène dissous dans un lac a révélé que le réchauffement des températures de l’air pourrait amincir le couvert de glace et diminuer sa durée, intensifiant le transfert de l’oxygène atmosphérique vers les eaux de surface. Ainsi, la concentration en oxygène dissous dans la colonne d’eau de ce lac augmenterait et les périodes de conditions anoxiques pourraient devenir plus courtes. Finalement, cette thèse doctorale insiste sur le rôle des lacs de thermokarst comme des réacteurs biogéochimiques pour la dégradation du carbone organique, qui était retenu dans les sols gelés, en gaz à effet de serre libérés dans l’atmosphère. L’oxygène est un indicateur sensible du mélange de la colonne d’eau et de la dynamique chimique des lacs, en plus d’être une variable clé des processus métaboliques.

Die Crinoiden der nordwestdeutschen Unterkreide

Diese Veröffentlichung ist der zweite und umfangreichste Ausschnitt meiner Examensarbeit. Ein erster Ausschnitt über die Crinoiden des Grenzgebietes Deutschland-Niederlande wurde bei "grondboor en hamer" eingereicht (in niederländischer Sprache), ein dritter Ausschnitt über die Crinoiden des Osning-Sandsteins ist für eine Zeitschrift des Naturkunde-Museums Bielefeld vorgesehen. Ziel der Examensarbeit ist es, erstens die Mega-, Meso- und Mikroreste der Crinoiden der nordwestdeutschen Unterkreide möglichst vollständig zu erfassen und systematisch zu bearbeiten, zweitens deren stratigraphische sowie paläogeographische bzw. fazielle Verbreitung zu ermitteln. Es wurde versucht, für diese Arbeit den größten Teil der in den verschiedenen Sammlungen vorhandenen Crinoidenreste zu berücksichtigen.

O papel do eletrocardiograma no diagnóstico da Miocardiopatia Takotsubo

A Miocardiopatia Takotsubo (MT) ocorre maioritariamente em doentes idosos do género feminino, com associação causal a fatores de stress emocional ou físico. O stress poderá provocar elevações nos níveis de catecolaminas e hiperexpressividade do sistema nervoso simpático, resultando num quadro semelhante a stunning miocárdico neurogénico, onde ocorre “balonamento” dos segmentos meso‐apicais do ventrículo esquerdo (VE). Este traduz‐se em alterações da cinética das paredes do VE e é identificado por ecocardiografia ou ventriculografia. A coronariografia, tipicamente, revela ausência de estenose superior a 50%, oclusões do lúmen ou rutura de placa, mas a apresentação clínica na fase aguda é sugestiva de Síndrome Coronário Agudo (SCA) e o eletrocardiograma (ECG) apresenta alterações sugestivas de Enfarte Agudo do Miocárdio (EAM) anterior. Os achados mais comuns são o supradesnivelamento do segmento ST e inversão da onda T nas derivações pré‐cordiais. Alterações de repolarização nas derivações inferiores ou laterais, ausência de alterações eletrocardiográficas, bloqueio de ramo de novo, taquicardia ventricular (TV) ou fibrilhação ventricular (FV) podem ocorrer, ainda que com menor frequência. O supradesnivelamento do segmento ST reverte ao fim de poucos dias, mas persistem ondas T negativas e um prolongamento do intervalo QT com duração que pode ir até quatro meses. Este prolongamento do intervalo QT indicia um maior risco de disritmias ventriculares malignas em doentes com vulnerabilidade por QT longo prévio. Assim, o ECG tem utilidade limitada no diagnóstico da MT, mas permite avaliar a sua evolução e identificar os doentes em risco de desenvolver arritmias malignas

The estuarine geochemical reactivity of Zn isotopes and its relevance for the biomonitoring of anthropogenic Zn and Cd contaminations from metallurgical activities: Example of the Gironde fluvial-estuarine system, France

Zinc stable isotopes measurements by MC-ICP-MS, validated by laboratory intercalibrations, were performed on wild oysters, suspended particles and filtered river/estuarine water samples to provide new constraints for the use of Zn isotopes as environmental tracers. The samples selected were representative of the long range (400 km) transport of metal (Zn, Cd, etc.) contamination from former Zn-refining activities at Decazeville (i.e. δ66Zn > 1 ‰) and its phasing out, recorded during 30 years in wild oysters from the Gironde Estuary mouth (RNO/ROCCH sample bank). The study also addresses additional anthropogenic sources (urban and viticulture) and focuses on geochemical reactivity of Zn in the turbidity gradient and the maximum turbidity zone (MTZ) of the fluvial Gironde Estuary. In this area, dissolved Zn showed a strong removal onto suspended particulate matter (SPM) and progressive enrichment in heavy isotopes with increasing SPM concentrations varying from δ66Zn = -0.02 ‰ at 2 mg/L to +0.90 ‰ at 1310 mg/L. These signatures were attributed to kinetically driven adsorption due to strongly increasing sorption sites in the turbidity gradient and MTZ of the estuary. Oysters from the estuary mouth, contaminated sediments from the Lot River and SPM entering the estuary showed parallel historical evolutions (1979-2010) for Zn/Cd ratios but not for δ66Zn values. Oysters had signatures varying from δ66Zn = 1.43 ‰ in 1983 to 1.18 ‰ in 2010 and were offset by δ66Zn = 0.6 - 0.7 ‰ compared to past (1988) and present SPM from the salinity gradient. Isotopic signatures in river-borne particles entering the Gironde Estuary under contrasting freshwater discharge regimes during 2003-2011 showed similar values (δ66Zn ≈ 0.35 ± 0.03 ‰; 1SD, n=15), i.e. they were neither related to former metal refining activities at least for the past decade nor clearly affected by other anthropogenic sources. Therefore, the Zn isotopic signatures in Gironde oysters reflect the geochemical reactivity of Zn in the estuary rather than signatures of past metallurgical contaminations in the watershed as recorded in contaminated river sediments. The study also shows that the isotopic composition of Zn is strongly fractionated by its geochemical reactivity in the Gironde Estuary, representative of meso-macrotidal estuarine systems.

Influence of the sea state on Mediterranean heavy precipitation: a case-study from HyMeX SOP1

Sea state can influence the turbulent air–sea exchanges, especially the momentum flux, by modifying the sea-surface roughness. The high-resolution non-hydrostatic convection-permitting model MESO-NH is used here to investigate the impact of a more realistic representation of the waves on heavy precipitation during the Intense Observation Period (IOP) 16a of the first HyMeX Special Observation Period (SOP1). Several quasi-stationary mesoscale convective systems developed over the western Mediterranean region, two of them over the sea, and resulted in heavy precipitation on the French and Italian coasts on 26 October 2012. Three different bulk parametrizations are tested in this study: a reference case (NOWAV) without any wave effect, a parametrization taking into account theoretical wave effects (WAV) and a last one with realistic wave characteristics from the MFWAM analyses (WAM). Using a realistic wave representation in WAM significantly increases the roughness length and the friction velocity with respect to NOWAV and WAV. The three MESO-NH sensitivity experiments of the IOP16a show that this surface-roughness increase in WAM generates higher momentum fluxes and directly impacts the low-level dynamics of the atmosphere, with a slowdown of the 10 m wind, when and where the wind speed exceeds 10 m s−1 and the sea state differs from the idealized one. The turbulent heat fluxes are not significantly influenced by the waves, these fluxes being controlled by the moisture content rather than by the wind speed in the simulations. Although the convective activity is globally well reproduced by all the simulations, the difference in the low-level dynamics of the atmosphere influences the localization of the simulated heavy precipitation. Objective evaluation of the daily rainfall amount and of the 10 m wind speed against the observations confirms the positive impact of the realistic wave representation on this simulation of heavy precipitation.

Síntese de compostos multiporfirínicos covalentes

Nesta tese descreve-se a síntese de compostos multiporfirínicos covalentes bem como a avaliação da potencial utilização destes compostos como quimiossensores de iões metálicos e para a construção de estruturas supramoleculares com fulerenos. No capítulo 1 desta tese é feita uma introdução à química, propriedades e aplicações das porfirinas e sistemas multiporfirínicos. Relativamente aos sistemas multiporfirínicos é feita uma revisão bibliográfica acerca das estratégias de síntese e abordagem geral à química supramolecular de sistemas porfirina-fulereno. No capítulo 2 são apresentados os resultados referentes à síntese e caracterização dos vários sistemas multiporfirínicos desenvolvidos neste trabalho. De um modo geral, a síntese desses compostos envolveu reações de substituição aromática nucleofílica. Para esse efeito foi necessário preparar porfirinas de partida contendo grupos nucleofílicos nas posições meso (-C6H4OH e -C6H4NH2). Os sistemas multiporfirínicos foram obtidos por reações entre as porfirinas de partida e hexafluorobenzeno ou 5,10,15,20tetraquis(pentafluorofenil)porfirina. Descreve-se também a síntese de uma díade porfirina-C60 e de uma pentíade contendo quatro unidades de porfirina e uma de C60, envolvendo reações de cicloadição 1,3-dipolar e de substituição aromática nucleofílica. Os estudos efetuados ao nível da aplicação de alguns dos novos sistemas multiporfirínicos sintetizados e de um dos seus precursores, a 5-[4(pentafluorofeniloxi)fenil]-10,15,20-trifenilporfirina, como sensores de iões metálicos encontram-se descritos no capítulo 3. Neste capítulo, a título introdutório, é feita uma breve abordagem aos quimiossensores colorimétricos e de fluorescência, apresentando também alguns exemplos de porfirinas como quimiossensores de iões metálicos já descritos na literatura científica. A caracterização fotofísica dos compostos em estudo também é descrita neste capítulo. Os compostos estudados mostraram capacidade de interagir com vários iões metálicos, verificando-se um aumento da seletividade para o ião Hg2+ com o aumento do número de unidades porfirínicas constituintes dos sistemas multiporfirínicos. Os resultados referentes aos estudos de complexação de alguns dos sistemas multiporfirínicos sintetizados com fulerenos encontram-se descritos no capítulo 4. Neste capítulo descreve-se também a caracterização fotofísica dos compostos em estudo. Os estudos realizados com os sistemas multiporfirínicos mostraram uma fraca interação com os fulerenos C60 e C70. No entanto, os valores das constantes de afinidade obtidos com 1-metil-2-(4piridil)[60]fulero[c]pirrolidina mostraram que os sistemas multiporfirínicos apresentam capacidade para formar complexos com este derivado de C60 por coordenação axial e por interações π-π. No capítulo 5 é discutido o trabalho que envolveu o desenvolvimento de novos métodos na síntese de derivados tetrapirrólicos do tipo pirrolo[3,4-b]porfirinas contendo um grupo NH livre no anel exocíclico. A estratégia de síntese requereu a preparação de uma clorina fundida com um anel pirrolina seguida da redução do anel pirrolina. Deste modo obteve-se uma nova clorina fundida com um anel pirrolidina contendo um grupo NH livre. Esta nova clorina foi usada na preparação de uma díade clorina-porfirina por reação de N-arilação com 5,10,15,20-tetraquis(pentafluorofenil)porfirina. A estrutura cristalina da nova díade foi resolvida por difração de raios-X de cristal único. A estrutura dos compostos sintetizados foi estabelecida recorrendo a diversas técnicas espectroscópicas nomeadamente ressonância magnética nuclear (RMN de 1H, 13C e 19F), espectrometria de massa e espectrofotometria de UVvis. No último capítulo desta tese descrevem-se, pormenorizadamente, todas as experiências efetuadas, incluindo os métodos de síntese, purificação e caracterização estrutural dos diversos compostos sintetizados bem como as medições espectrofotométricas e espectrofluorimétricas.

The Descent of Pluto: Interactive dynamics, specialisation and reciprocity of roles in a Wikipedia debate

International audience

Avaliação espaço-temporal do zooplâncton da laguna estuarina de Guaraíras (RN, Brasil)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Contribuição para o conhecimento da geologia do Grupo das Beiras (CXG) na região do Caramulo-Buçaco, Portugal Central

O presente trabalho ocupa-se do estudo do Complexo Xisto-Grauváquico ante-ordovícico (Grupo das Beiras) na região do Caramulo-Buçaco (centro de Portugal). Em termos geológicos, a área estudada pertence à Zona Centro Ibérica e encontra-se limitada a N pelo granito do Caramulo, a S pela bacia meso-cenozóica de Arganil, a W pelo sinclinal paleozóico do Buçaco e pela bacia meso-cenozóica ocidental portuguesa e a E pelo sinclinal paleozóico de Arganil e pelo plutonito granítico de Tábua-Santa Comba Dão; no seio da área estudada encontra-se a bacia meso-cenozóica de Mortágua. Com base nas características litológicas e estruturais distinguem-se no Complexo Xisto Grauváquico 4 grandes conjuntos litológicos concordantes entre si, designados de Unidades I, II, III e IV, que se desenvolvem da base para o topo de N para S. A Unidade I situa-se a N da região. O seu limite inferior é desconhecido, e o superior posiciona-se no último conjunto arenoso com potência decamétrica. É constituída por xistos cinzentos e negros com intercalações de arenitos de espessura não superior a 100 metros e de extensão lateral quilométrica. Apresenta uma espessura mínima de 1000 m. A Unidade II apresenta consideravelmente menor proporção de material arenoso intercalado entre os pelitos comparativamente à unidade inferior. É caracterizada por apresentar um predomínio de material silto-argiloso e escassos níveis arenosos com potência não superior à dezena de metros e escassa continuidade lateral. Cartograficamente esta unidade constitui uma franja alargada de orientação próxima a E-W. Apresenta uma espessura aproximada de 1500 m. A Unidade III é caracterizada pela presença de conjuntos arenosos com extensão lateral quilométrica e espessura de várias dezenas de metros, separados por material silto-argiloso. Os limites inferior e superior estão situados respectivamente abaixo e acima dos principais conjuntos arenosos. Esta unidade apresenta uma espessura máxima estimada na ordem dos 2000 m. A Unidade IV, que é a unidade superior, apresenta um predomínio pelítico, com escassas intercalações de conjuntos arenosos. O seu limite inferior encontra-se no topo do último conjunto arenoso da Unidade III. Apresenta uma espessura mínima de 500 m. As características sedimentológicas das 4 unidades indicam uma sedimentação num ambiente de plataforma externa siliciclástica aberta, com a construção de barras e por vezes sujeita à acção de tempestades, com sucessivos períodos de superficialização e profundização numa bacia de sedimentação bastante subsidente. Em termos estruturais, para além duma deformação pré-ordovícica, que é comprovada pelo forte mergulho e dispersão da orientação dos eixos da 1ª fase varisca e da lineação de intersecção L1, a área estudada foi principalmente afectada pela Orogenia Varisca. A 1ª fase de deformação varisca (F1) gerou dobras com superfícies axiais e xistosidade associada (S1) de direcção WNW-ESE, e forte pendor para NNE. Estas dobras D1 apresentam comprimentos de onda que nunca chegam a ser quilométricos, desenvolvendo-se um grande flanco inverso denunciando a presença de uma antiforma para NNE e uma sinforma para SSW. A 2ª fase de deformação varisca (F2) actuou na parte nordeste da área estudada e é caracterizada por ter gerado dobras de comprimento de onda quilométrico, com planos axiais e xistosidade associada S2 de direcção NW-SE, subverticais ou a pender fortemente para NE. Embora com alguma dispersão, as lineações de intersecção L2 e os eixos das dobras D2 apresentam maioritariamente forte pendor para E. A direcção e tipos de estruturas da F2 sugerem uma correlação com a terceira fase definida em vários pontos da Zona Centro Ibérica e estreitamente relacionada com as intrusões graníticas. Do ponto de vista petrológico, distinguem-se várias rochas sedimentares (pelitos e arenitos) todas elas sujeitas a metamorfismo que não ultrapassa a fácies dos xistos verdes. Dentro das rochas sedimentares mais grosseiras, há a destacar a presença de arenitos vulcânicos cuja composição denuncia, não muito afastados da bacia sedimentar, a presença de aparelhos vulcânicos que estariam em actividade durante a sedimentação. Foram analisadas isotopicamente 27 amostras de metapelitos colhidas em 5 locais diferentes de forma a abranger quase toda a área estudada. Os dados isotópicos de quatro destes locais de amostragem forneceram isócronas Rb-Sr, em rocha total, com valores da ordem dos 400-440 Ma. O granito do Caramulo, datado pela isócrona Rb-Sr em amostras de rocha total, forneceu uma idade de 326±12Ma. As idades modelo Sm-Nd (manto empobrecido) de 5 amostras de metapelitos estão compreendidas entre 1.35 e 1.25 Ga. Este período de tempo pode ser considerado como correspondendo à época de diferenciação mantélica da crusta que deu lugar à maioria das áreas fonte dos metapelitos.

DESIGN, MODELING, AND FABRICATION OF MICROROBOT LEGS

This dissertation presents work done in the design, modeling, and fabrication of magnetically actuated microrobot legs. Novel fabrication processes for manufacturing multi-material compliant mechanisms have been used to fabricate effective legged robots at both the meso and micro scales, where the meso scale refers to the transition between macro and micro scales. This work discusses the development of a novel mesoscale manufacturing process, Laser Cut Elastomer Refill (LaCER), for prototyping millimeter-scale multi-material compliant mechanisms with elastomer hinges. Additionally discussed is an extension of previous work on the development of a microscale manufacturing process for fabricating micrometer-sale multi-material compliant mechanisms with elastomer hinges, with the added contribution of a method for incorporating magnetic materials for mechanism actuation using externally applied fields. As both of the fabrication processes outlined make significant use of highly compliant elastomer hinges, a fast, accurate modeling method for these hinges was desired for mechanism characterization and design. An analytical model was developed for this purpose, making use of the pseudo rigid-body (PRB) model and extending its utility to hinges with significant stretch component, such as those fabricated from elastomer materials. This model includes 3 springs with stiffnesses relating to material stiffness and hinge geometry, with additional correction factors for aspects particular to common multi-material hinge geometry. This model has been verified against a finite element analysis model (FEA), which in turn was matched to experimental data on mesoscale hinges manufactured using LaCER. These modeling methods have additionally been verified against experimental data from microscale hinges manufactured using the Si/elastomer/magnetics MEMS process. The development of several mechanisms is also discussed: including a mesoscale LaCER-fabricated hexapedal millirobot capable of walking at 2.4 body lengths per second; prototyped mesoscale LaCER-fabricated underactuated legs with asymmetrical features for improved performance; 1 centimeter cubed LaCER-fabricated magnetically-actuated hexapods which use the best-performing underactuated leg design to locomote at up to 10.6 body lengths per second; five microfabricated magnetically actuated single-hinge mechanisms; a 14-hinge, 11-link microfabricated gripper mechanism; a microfabricated robot leg mechansim demonstrated clearing a step height of 100 micrometers; and a 4 mm x 4 mm x 5 mm, 25 mg microfabricated magnetically-actuated hexapod, demonstrated walking at up to 2.25 body lengths per second.