Polymer indentation with mesoscopic molecular dynamics

Indentation tests are used to determine the hardness of a material, e.g., Rockwell, Vickers, or Knoop. The indentation process is empirically observed in the laboratory during these tests; the mechanics of indentation is insufficiently understood. We have performed first molecular dynamics computer simulations of indentation resistance of polymers with a chain structure similar to that of high density polyethylene (HDPE). A coarse grain model of HDPE is used to simulate how the interconnected segments respond to an external force imposed by an indenter. Results include the time-dependent measurement of penetration depth, recovery depth, and recovery percentage, with respect to indenter force, indenter size, and indentation time parameters. The simulations provide results that are inaccessible experimentally, including continuous evolution of the pertinent tribological parameters during the entire indentation process.

Simulating scratch behavior of polymers with mesoscopic molecular dynamics

Part replacement and repair is needed in structures with moving parts because of scratchability and wear. In spite of some accumulation of experimental evidence, scratch resistance is still not well understood. We have applied molecular dynamics to study scratch resistance of amorphous polymeric materials through computer simulations. As a first approach, a coarse grain model was created for high density polyethylene at the mesoscale. We have also extended the traditional approach and used real units rather than reduced units (to our knowledge, for the first time), which enable an improved quantification of simulation results. The obtained results include analysis of penetration depth, residual depth and recovery percentage related to indenter force and size. Our results show there is a clear effect from these parameters on the tribological properties. We also discuss a "crooked smile" effect on the scratched surface and the reasons for its appearance.

Critical behavior of a three-dimensional hardcore-cylinder composite system

In this work the critical indices β, γ , and ν for a three-dimensional (3D) hardcore cylinder composite system with short-range interaction have been obtained. In contrast to the 2D stick system and the 3D hardcore cylinder system, the determined critical exponents do not belong to the same universality class as the lattice percolation,although they obey the common hyperscaling relation for a 3D system. It is observed that the value of the correlation length exponent is compatible with the predictions of the mean field theory. It is also shown that, by using the Alexander-Orbach conjuncture, the relation between the conductivity and the correlation length critical exponents has a typical value for a 3D lattice system.

Modeling Carbon Nanotube Electrical Properties in CNT/Polymer Composites

In this work it is demonstrated that the capacitance between two cylinders increases with the rotation angle and it has a fundamental influence on the composite dielectric constant. The dielectric constant is lower for nematic materials than for isotropic ones and this can be attributed to the effect of the filler alignment in the capacitance. The effect of aspect ratio in the conductivity is also studied in this work. Finally, based on previous work and by comparing to results from the literature it is found that the electrical conductivity in this type of composites is due to hopping between nearest fillers resulting in a weak disorder regime that is similar to the single junction expression.

Multi-scale modeling of the mechanical behavior of polymer-based materials

Polymers have become the reference material for high reliability and performance applications. In this work, a multi-scale approach is proposed to investigate the mechanical properties of polymeric based material under strain. To achieve a better understanding of phenomena occurring at the smaller scales, a coupling of a Finite Element Method (FEM) and Molecular Dynamics (MD) modeling in an iterative procedure was employed, enabling the prediction of the macroscopic constitutive response. As the mechanical response can be related to the local microstructure, which in turn depends on the nano-scale structure, the previous described multi-scale method computes the stress-strain relationship at every analysis point of the macro-structure by detailed modeling of the underlying micro- and meso-scale deformation phenomena. The proposed multi-scale approach can enable prediction of properties at the macroscale while taking into consideration phenomena that occur at the mesoscale, thus offering an increased potential accuracy compared to traditional methods.

Mechanical Behavior of the Lamellar Structure in Semi-Crystalline Polymers

We have employed molecular dynamics simulations to study the behavior of virtual polymeric materials under an applied uniaxial tensile load. Through computer simulations, one can obtain experimentally inaccessible information about phenomena taking place at the molecular and microscopic levels. Not only can the global material response be monitored and characterized along time, but the response of macromolecular chains can be followed independently if desired. The computer-generated materials were created by emulating the step-wise polymerization, resulting in self-avoiding chains in 3D with controlled degree of orientation along a certain axis. These materials represent a simplified model of the lamellar structure of semi-crystalline polymers,being comprised of an amorphous region surrounded by two crystalline lamellar regions. For the simulations, a series of materials were created, varying i) the lamella thickness, ii) the amorphous region thickness, iii) the preferential chain orientation, and iv) the degree of packing of the amorphous region. Simulation results indicate that the lamella thickness has the strongest influence on the mechanical properties of the lamella-amorphous structure, which is in agreement with experimental data. The other morphological parameters also affect the mechanical response, but to a smaller degree. This research follows previous simulation work on the crack formation and propagation phenomena, deformation mechanisms at the nanoscale, and the influence of the loading conditions on the material response. Computer simulations can improve the fundamental understanding about the phenomena responsible for the behavior of polymeric materials, and will eventually lead to the design of knowledge-based materials with improved properties.

Modelling the Mechanical Behavior of Polymer-Based Nanocomposites

Molecular dynamics simulations were employed to analyze the mechanical properties of polymer-based nanocomposites with varying nanofiber network parameters. The study was focused on nanofiber aspect ratio, concentration and initial orientation. The reinforcing phase affects the behavior of the polymeric nanocomposite. Simulations have shown that the fiber concentration has a significant effect on the properties, with higher loadings resulting in higher stress levels and higher stiffness, matching the general behavior from experimental knowledge in this field. The results also indicate that, within the studied range, the observed effect of the aspect ratio and initial orientation is smaller than that of the concentration, and that these two parameters are interrelated.

Coupling Mechanical and Electrical Behavior in the Multi-scale Simulation of Polymer-based CNT Nanocomposites

A numeric model has been proposed to investigate the mechanical and electrical properties of a polymeric/carbon nanotube (CNT) composite material subjected to a deformation force. The reinforcing phase affects the behavior of the polymeric matrix and depends on the nanofiber aspect ratio and preferential orientation. The simulations show that the mechanical behavior of a computer generated material (CGM) depends on fiber length and initial orientation in the polymeric matrix. It is also shown how the conductivity of the polymer/CNT composite can be calculated for each time step of applied stress, effectively providing the ability to simulate and predict strain-dependent electrical behavior of CNT nanocomposites.

The influence of the dispersion method on the electrical properties of vapor-grown carbon nanofiber/epoxy composites

The influence of the dispersion of vapor-grown carbon nanofibers (VGCNF) on the electrical properties of VGCNF/ Epoxy composites has been studied. A homogenous dispersion of the VGCNF does not imply better electrical properties. In fact, it is demonstrated that the most simple of the tested dispersion methods results in higher conductivity, since the presence of well-distributed nanofiber clusters appears to be a key factor for increasing composite conductivity.

Sistemas de gestão integrados: motivações, obstáculos, benefícios e factores críticos de sucesso

Num mercado globalizado, qualquer organização que queira ser competitiva ou líder de mercado, sofre cada vez mais pressão da concorrência e possui cada vez mais necessidade de encontrar formas de gestão que lhe permita responder adequadamente aos novos desafios impostos. No entanto, com o aumento de referenciais, viram-se na necessidade de integrar os sistemas de gestão tendo por objectivo a optimização de recursos e de competências, com vista a alcançar a maximização do desempenho do sistema de gestão resultante. Este estudo teve como objectivos avaliar quais os factores críticos de sucesso para a implementação de um sistema integrado de gestão e quais as dificuldades encontradas pelas organizações aquando da integração dos sistemas de gestão. A amostragem foi do tipo não probabilística e quanto à técnica, a mesma foi por conveniência. A amostra ficou composta por quatro organizações com sistemas de gestão da qualidade, ambiente e segurança e saúde do trabalho. O estudo realizado foi do tipo descritivo e exploratório de nível I. Para se proceder à recolha dos dados recorreu-se a entrevistas semiestruturadas aos gestores dos sistemas de gestão, através dos quais procurámos analisar todo o processo de integração. Podemos concluir que o sistema integrado de gestão contribui positivamente para as empresas estudadas, conduzindo a benefícios ao nível da organização de processos, redução de custos, ganhos de eficácia e eficiência, entre outros. Podemos ainda concluir que o envolvimento da gestão de topo, a existência de recursos humanos e financeiros e a formação, assim como a motivação e envolvimento dos colaboradores, objectivos bem definidos e cumprimento de prazos, são factores determinantes para o sucesso da integração dos sistemas.

A implementação da responsabilidade social nas pequenas e médias empresas no Norte de Portugal - motivações, vantagens e obstáculos

Portugal tem vindo a incorporar a responsabilidade social de uma forma crescente. Para além da integração nas políticas públicas, também o setor privado e a sociedade civil têm desempenhado um importante papel na evolução do conceito de responsabilidade social. Este conceito é cada vez mais vivido e partilhado pelos portugueses. A norma SA 8000 é a primeira norma auditável a nível mundial, que permite às organizações a sua certificação em Sistemas de Gestão de Responsabilidade Social. Apesar da responsabilidade social das empresas (RSE) apenas possa ser assumida pelas próprias, as partes interessadas, como os trabalhadores e os consumidores, podem ter um papel fulcral ao incentivarem as empresas a implementarem práticas socialmente responsáveis, ao nível das condições de trabalho, do meio ambiente ou dos direitos humanos. Desta forma, uma das funções da RSE é contribuir para a minimização das consequências sociais da atual crise da economia, de forma a colaborar na construção de uma sociedade mais forte, que possa evoluir para um sistema económico sustentável. Neste sentido, elaborou-se o presente estudo, tendo como principal objetivo estudar e perceber o comportamento das Pequenas e Médias Empresas (PME) já certificadas em sistemas de gestão de qualidade e/ou ambiente e/ou segurança e das PME não certificadas, no Norte de Portugal, face à responsabilidade social, nomeadamente ao nível das motivações, vantagens e obstáculos. Para tal, optou-se por realizar uma investigação quantitativa, do tipo exploratório-descritiva. O instrumento de recolha de dados selecionado foi o inquérito por questionário, sendo um dirigido às PME não certificadas e outro às PME já certificadas em sistemas de gestão de qualidade e/ou ambiente e/ou segurança. A amostra analisada é composta por 60 PME, todas localizadas na região Norte de Portugal. Os questionários foram enviados por e-mail, entre os meses de Janeiro e a primeira semana de Março de 2014 e, os seus resultados foram posteriormente analisados com recurso ao programa Statistical Package for the Social Sciences (SPSS). No decurso desta pesquisa, e em forma de conclusão, verificou-se algum desconhecimento por parte das organizações que participaram neste estudo, relativamente à responsabilidade social. Os resultados obtidos foram muito similares entre as PME já certificadas em sistemas de gestão da qualidade e/ou ambiente e/ou segurança e as PME não certificadas, no Norte de Portugal, nomeadamente ao nível dos principais indicadores, motivações, vantagens e obstáculos na implementação da responsabilidade social. Relativamente às motivações gerais que podem influenciar na implementação de um sistema de responsabilidade social, todas as variáveis geraram concordância dos participantes. As duas variáveis que reuniram total concordância nas PME não certificadas foram o “Respeito do proprietário/ dirigente da organização pelos valores ou compromissos éticos, com vista à melhoria das condições de trabalho” e as “Pressões externas dos clientes para a implementação da responsabilidade social”. Nas PME já certificadas em sistemas de gestão da qualidade e/ou ambiente e/ou segurança, todos os inquiridos concordaram com as variáveis apresentadas, sendo a variável “Benefícios internos, relativamente ao aumento de nível de satisfação e motivação dos colaboradores”, a que obteve maior percentagem de respostas. Já quando questionados sobre se pensa implementar a curto prazo um sistema de gestão da responsabilidade social, a generalidade (93,33%) das PME já certificadas em sistemas de gestão da qualidade e/ou ambiente e/ou segurança, responderam não. Também a maioria (76,67%) das PME não certificadas em sistemas de gestão, não ponderam implementar/ certificar um sistema de gestão da responsabilidade social.

Como sustentar o crescimento com base nos recursos e nas competências distintivas: a experiência da Illycaffè

As mudanças no jogo competitivo induzem as empresas a pôr-se em discussão e amadurecer novas competências. Um elemento relevante no caso da Illycaffè, líder de qualidade em café expresso, consiste na capacidade da empresa de redefinir e renovar os próprios recursos e as relações estratégicas, para perseguir simultaneamente os objetivos de qualidade de produto e de inovação do processo produtivo. As redes de relações e os investimentos em P&D permitem crescimento rápido e maior eficácia nas "manobras estratégicas" da empresa.

Os desafios da industria farmaceutica global e o redesenho do negocio pela Merck

O artigo procura responder às seguintes perguntas: tendo como pano de fundo as transformações estruturais pelas quais a indústria farmacêutica global está passando recentemente, que empresa está preparada para liderar a competição no futuro? O que diferencia essa empresa líder das outras empresas na indústria? O que ela fez ou está fazendo nesse sentido? Essa empresa líder, em nosso modo de ver, é a Merck, e o que a faz diferente é a visão de futuro do negócio e a implementação de iniciativas estratégicas que redesenham o negócio de acordo com essa visão, causando um grande impacto na própria indústria como um todo. O que a diferencia é a capacidade de adaptar-se e lidar com mudanças, rompendo com o modelo de negócio existente.

Direcção em Equipa: maior eficácia e eficiência

Diz-se que não há líderes como dantes. Contudo, os grandes líderes sempre foram raros e sempre estiveram rodeados por uma equipa de outros verdadeiros líderes. Hoje o mundo está diferente, em turbulência constante e global. As pessoas são muito mais instruídas, mais esclarecidas, mais autónomas e, portanto, mais exigentes. Hoje em dia será mais difícil encontrar numa pessoa só todas as competências chave necessárias para uma direcção eficaz e eficiente. Se os verdadeiros líderes são raros, se é difícil encontrar todas as competências chave numa só pessoa, porque não tentar uma direcção formada por competências complementares, funcionando em equipa (díade ou tríade) com pessoas comuns? A nossa cultura caracteriza-se pelo chefe forte, pelo “líder” que centraliza mais ou menos tudo e de quem se espera que decida tudo. Para as pessoas comuns, a liderança é um dom e uma actividade individual. Foi assim durante séculos. Pelo que é muito difícil pensar a liderança de uma outra forma. É uma condicionante cultural. Ainda hoje, mesmo no ensino ministrado nas escolas de gestão, a liderança é ensinada e estudada no singular. Contudo, os verdadeiros e grandes líderes individuais são casos raros. É claro que a direcção partilhada não é só por si condição suficiente para haver sucesso. Mas uma condição indispensável é que haja um espírito de equipa, de complementaridade entre os pares da direcção. Finalmente, é necessário ter presente que a direcção em equipa não se deve limitar apenas ao topo directivo. É possível e desejável criar equipas de co-direcção com base nas pessoas comuns ao longo de toda a estrutura, com base numa cultura de equipa. Conclusão. Embora predomine a opinião de que a direcção em equipa não funciona, o estudo da literatura revela¬nos muitos casos de co-direcção com sucesso. A questão está na identificação dos factores que fazem com que esta combinação de directores seja bem sucedida. Entre esses factores, destacam-se: a selecção com espírito de equipa, a complementaridade das competências, a maneira como é feita a distribuição dos papéis e das tarefas, as orientações emocionais, os mecanismos de coordenação… Finalmente, convém ter presente que não há soluções únicas para o sucesso da direcção em equipa.

Benefícios do uso de tecnologia de informação para o desempenho empresarial

A tecnologia de informação (TI) é um dos componentes mais importantes do ambiente empresarial atual, oferecendo grandes oportunidades para as empresas que têm sucesso no aproveitamento de seus benefícios. Este artigo apresenta as dimensões do uso de TI e a relação entre os benefícios oferecidos pelo uso de TI e o desempenho empresarial, tendo como base a estrutura de benefícios de TI no desempenho empresarial. A metodologia utilizada é o estudo de caso numa empresa líder de seu setor, com investimento significativo em TI e que, a partir do estudo, passou a utilizar tal instrumento para a avaliação e acompanhamento dos gastos e investimentos nessa tecnologia. A contribuição do artigo é a identificação dos benefícios oferecidos pela TI e a relação com o desempenho empresarial, fornecendo subsídios importantes para a sua administração.