In-line rheo-optical characterization during small-scale polymer processing and compounding

As increasingly more sophisticated materials and products are being developed and times-to-market need to be minimized, it is important to make available fast response characterization tools using small amounts of sample, capable of conveying data on the relationships between rheological response, process-induced material structure and product characteristics. For this purpose, a single / twin-screw mini-extrusion system of modular construction, with well-controlled outputs in the range 30-300 g/h, was coupled to a in- house developed rheo-optical slit die able to measure shear viscosity and normal-stress differences, as well as performing rheo-optical experiments, namely small angle light scattering (SALS) and polarized optical microscopy (POM). In addition, the mini-extruder is equipped with ports that allow sample collection, and the extrudate can be further processed into products to be tested later. Here, we present the concept and experimental set-up [1, 2]. As a typical application, we report on the characterization of the processing of a polymer blend and of the properties of extruded sheets. The morphological evolution of a PS/PMMA industrial blend along the extruder, the flow-induced structures developed and the corresponding rheological characteristics are presented, together with the mechanical and structural characteristics of produced sheets. The application of this experimental tool to other material systems will also be discussed.

Las reformas de las universidades ibéricas en la segunda mitad del siglo XVIII

Bajo los auspicios reformadores del Marqués de Pombal, los nuevos estatutos de la Universidad de Coimbra, ratificados por el rey José I en junio de 1772, representaron una importante revisión de los principales estudios en Portugal. Hacia un largo tiempo que los Estatutos de la Universidad de Coimbra no fueron revisados, y la revisión de los Estatutos de 1559 (rey Sebastián), 1591 (el rey Felipe I de Portugal, II de Castilla) y 1653 (rey João IV), se observa que, en comparación con más de dos siglos de vigencia del mismo modelo con modificaciones más o menos limitados, los Estatutos de 1772 traen un nuevo pensamiento y un nuevo impulso mediante la promoción, en particular, de la educación y el desarrollo de las Ciencias exactas y naturales y la valoración del método experimental. Al mismo tiempo, en España, el rey Carlos III, renuncia a imponer un único modelo de estudios de todas las universidades. En ambos casos, el portugués y el español, la urgencia de las reformas es mas aguda pues que los jesuitas fueron expulsados de los territorios en 1759 y 1767, respectivamente; y tanto precursores como mentores quieren estas reformas para abrir las universidades a la ciencia moderna y el humanismo de la Ilustración. La renovación de los contenidos y métodos de enseñanza en Coimbra fue notoria, con la preocupación notable con la investigación, lo que no era muy común en la época. Había también una preocupación con las necesidades de la sociedad en una forma muy práctica (habiendo sido en la época construido el Observatorio Astronómico, el Laboratorio de Física, etc.). Al mismo tempo, la universidad de Coimbra tuvo como profesores dos matemáticos notables, José Anastácio da Cunha y José Monteiro da Rocha. En España también fueron importantes los ensayos de renovación de los métodos, de apertura a la ciencia de la época, de conexión con las realidades de la sociedad española, de coordinación de esfuerzos para conformar una «comunidad universitaria española». En esta comunicación se hace una discusión de comparación entre las dos reformas ibéricas.

Arquitecturas imaginárias. Espaço real e ilusório no Barroco português

Tese de Doutoramento em Arquitectura / Cultura Arquitectónica.

Validation of a method to measure light distortion surrounding a source of glare

Our objective was to validate a new device dedicated to measure the light disturbances surrounding bright sources of light under different sources of potential variability. Twenty subjects were involved in the study. Light distortion was measured using an experimental prototype (light distortion analyzer, CEORLab, University of Minho, Portugal) comprising twenty-four LED arrays panel at 2 m. Sources of variability included: intrasession and intersession repeated measures, pupil size (3 versus 6 mm), defocus (þ0.50) correction for the working distance, angular resolution (15 deg versus 30 deg), temporal stimuli presentation, and pupil size. Size, shape, location, and irregularity parameters have been obtained. At a low speed of presentation of the stimuli, changes in angular resolution did not have an effect on the results of the parameters measured. Results did not change with pupil size. Intensity of the central glare source significantly influenced the outcomes. Examination time was reduced by 30% when a 30 deg angular resolution was explored instead of 15 deg. Measurements were fast and repeatable under the same experimental conditions. Size and shape parameters showed the highest consistency, whereas location and irregularity parameters showed lower consistency. The system was sensitive to changes in the intensity of the central glare source but not to pupil changes in this sample of healthy subjects.

Lithium-doped silk fibroin films for application in electrochromic devices

Silk fibroin (SF) is a commonly available natural biopolymer produced in specialized glands of arthropods, with a long history of use in textile production and also in health cares. The exceptional intrinsic properties of these fibers, such as self-assembly, machinability, biocompatibility, biodegradation or non-toxicity, offer a wide range of exciting opportunities [1]. It has long been recognized that silk can be a rich source of inspiration for designing new materials with tailored properties, enhanced performance and high added value for targeted applications, opening exciting new prospects in the domain of materials science and related technological fields, including bio-friendly integration, miniaturization and multifunctionalization. In recent years it has been demonstrated that fibroin is an excellent material for active components in optics and photonics devices. Progress in new technological fields such as optics, photonics and electronics are emerging [2,3]. The incorporation of polymer electrolytes as components of various devices (advanced batteries, smart windows, displays and supercapacitors) offers significant advantages with respect to traditional electrolytes, including enhanced reliability and improved safety. SF films are particularly attractive in this context. They have near-perfect transparency across the VIS range, surface flatness (together with outstanding mechanical robustness), ability to replicate patterned substrates and their thickness may be easily tailored from a few nanometers to hundreds of micrometers through spin-casting of a silk solution into subtract. Moreover, fibroin can be added to other biocomponents or salts in order to modify the biomaterial properties leading to optimized and total different functions. Preliminary tests performed with a prototype electrochromic device (ECD) incorporating SF films doped with lithium triflate and lithium tetrafluoroborate (LiTFSI and LiBF4, respectively) as electrolyte and WO3 as cathodic electrochromic layer, are extremely encouraging. Aiming to evaluate the performance of the ion conducting SF membranes doped with LiTFSI and LiBF4 (SF-Li), small ECDs with glass/ITO/WO3/SF-Li/CeO2-TiO2/ITO/glass configuration were assembled and characterized. The device exhibited, after 4500 cycles, the insertion of charge at -3.0 V reached –1.1 mC.cm-2 in 15 s. After 4500 cycles the window glass-staining, glass/ITO/WO3/Fibrin-Li salts electrolyte/CeO2-TiO2/ITO/glass configuration was reversible and featured a T  8 % at λ = 686 nm

Low f-number microlenses for integration on optical microsystems

This paper presents microlenses (MLs) with low f-number made of AZ4562 photoresist for integration on optical microsystems. The fabrication process was based on the thermal reflow and rehydration. Large series of MLs were fabricated with a width of 35 μm, a thickness of 5 μm, and spaced apart by 3 μm. The MLs were fabricated directly on the surface of a die with type n+/p-substrate junction photodiode fabricated in a standard CMOS process. The measured focal length was 49 μm with a tolerance of ±2 μm (maximum error of ±4%), resulting in a numerical aperture of 33.6 × 10-2 (±1.3 × 10-2). The measurements also revealed an f-number of 1.4.

A modernidade para além da utopia tecnológica

Dissertação de mestrado em Ciências da Comunicação (área de especialização em Comunicação, Cidadania e Educação)

Optische pH-Messung unter Einsatz immobilisierter Styrylacridin-Farbstoffe

Optical pH sensor, styrylacridine dyes, fibre optics, immobilization of acidochromic dyes, porous glass

Determinació de la ubicació estructural dels ions Yb3+ i Nb3+ en Yb:RTP, Nb:RTP i (Nb,Yb):RTP

Estudi elaborat a partir d’una estada al Stony Brook University al juliol del 2006. El RbTiOPO4 (RTP) monocristal•lí és un material d' òptica no lineal molt rellevant i utilitzat en la tecnologia làser actual, químicament molt estable i amb unes propietats físiques molt destacades, entre elles destaquen els alts coeficients electro-òptics i l'alt llindar de dany òptic que presenta. En els últims anys s’està utilitzant tecnològicament en aplicacions d'òptica no lineal en general i electro-òptiques en particular. En alguns casos ja ha substituït, millorant prestacions, a materials tals com el KTP o el LNB(1). Dopant RTP amb ions lantànids (Ln3+) (2-4), el material es converteix en un material làser auto-doblador de freqüència, combinant les seves propietats no lineals amb les de matriu làser. El RTP genera radiació de segon harmònic (SHG) a partir d’un feix fonamental amb longituds d’ona inferiors a 990 nm, que és el límit que presenta el KTP.La determinació de la ubicació estructural i l’estudi de l'entorn local del ions actius làser és de fonamental importància per a la correcta interpretació de les propietats espectroscòpiques d’aquest material. Mesures de difracció de neutrons sobre mostra de pols cristal•lí mostren que els ions Nb5+ i Ln3+ només substitueixin posicions de Ti4+ (8-9). Estudis molt recents d'EPR (electron paramagnetic resonance) semblen indicar que quan la concentració d'ió Ln3+ es baixa, aquest ió presenta la tendència a substituir l'ió alcalí present a l'estructura (10).Després dels resultats obtinguts en el present treball a partir de la tècnica EXAFS a la instal•lació sincrotò del Brookhaven National Laboratory/State University of New York (Stony Brook) es pot concloure definitivament que els ions Nb s’ubiquen en la posició Ti (1) i que els ions Yb3+ es distribueixen paritariament en les dues posicions del Ti (1 i 2). Aquests resultats aporten una valuosa informació per a la correcta interpretació dels espectres, tant d’absorció com d’emissió, del material i per la avaluació dels paràmetres del seu comportament durant l'acció làser.

Empleo de óptica adaptativa y fluorescencia en un oftalmoscopio laser de barrido para el registro de células

Estudio elaborado a partir de una estancia en la Universidad de Rochester, Estados Unidos, de octubre del 2006 a enero del 2007. La estancia realizada en la Universidad de Rochester estuvo orientada al aprendizaje en profundidad del oftalmoscopio láser de barrido. El oftalmoscopio láser de barrido emplea una técnica confocal con la finalidad de visualizar diferentes estructuras retinianas en seres vivos. El instrumento diseñado y desarrollado en el Centro de Ciencias de la Visión incorpora un sistema de óptica adaptativa y fluorescencia. La óptica adaptativa aplicada en este oftalmoscopio tiene como objetivo corregir las aberraciones existentes en el ojo y así permitir observar detalles de la retina que de otra forma se verían emborronados. De esta forma se consigue alcanzar valores de resolución muy cercanos a los impuestos por difracción. Por otro lado el uso de fluorescencia tiene por objetivo el permitir la visualización de células y estructuras que, de no ser teñidas, son transparentes a la luz y visible. Esta técnica se ha estado utilizando principalmente en primates y ratas, aunque actualmente también se están llevando a cabo medidas de células de epitelio pigmentario en seres humanos ya que el pigmento contenido en estas células permite la aplicación de la fluorescencia sin necesidad de utilizar tinción.

onductivitat tèrmica i índex de refracció no lineal dels compostos KRE(WO4)2 (RE=Gd,Y, Yb and Lu)

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Max Born Institute for Nonlinear Optics and Short Pulse Spectroscopy entre setembre i desembre 2007. Els materials monocristal•lins tungstats dobles de potassi i terra rara, KRE(WO4)2, a partir d'ara KREW, són en l'actualitat un material competitiu com a material actiu per sistemes de làser d'estat sòlid. Aquests materials monoclínics són fàcils de dopar amb altres densitats de ions lantànid, Ln3+, i a més presenten unes seccions eficaces d'absorció i d'emissió, molt elevades. Dins d’aquesta família, destaca el KLuW; degut als seus millors resultats com a material làser. Durant aquesta estada d’un mes al laboratori Max Born de Berlin, s’han realitzat les mesures de conductivitat tèrmica d’aquest material, per tal de obtenir el seu tensor de segon ordre de conductivitat tèrmica. El bombeig òptic dels materials làser d’estat sòlid genera calor com a resultat de la termalització en els multiplets, de les relaxacions no-radiatives i de les absorcions residuals (defectes, impureses). Per tant, el coneixement de les propietats tèrmiques de qualsevol material actiu és essencial pel disseny de la cavitat làser i l’avaluació de la funció làser, especialment en règims d’altes potències(...)

High-magnification vascular imaging to reject false-positive sites in situ during Hexvix® fluorescence cystoscopy.

Fluorescence imaging for detection of non-muscle-invasive bladder cancer is based on the selective production and accumulation of fluorescing porphyrins-mainly, protoporphyrin IX-in cancerous tissues after the instillation of Hexvix®. Although the sensitivity of this procedure is very good, its specificity is somewhat limited due to fluorescence false-positive sites. Consequently, magnification cystoscopy has been investigated in order to discriminate false from true fluorescence positive findings. Both white-light and fluorescence modes are possible with the magnification cystoscope, allowing observation of the bladder wall with magnification ranging between 30× for standard observation and 650×. The optical zooming setup allows adjusting the magnification continuously in situ. In the high-magnification (HM) regime, the smallest diameter of the field of view is 600 microns and the resolution is 2.5 microns when in contact with the bladder wall. With this cystoscope, we characterized the superficial vascularization of the fluorescing sites in order to discriminate cancerous from noncancerous tissues. This procedure allowed us to establish a classification based on observed vascular patterns. Seventy-two patients subject to Hexvix® fluorescence cystoscopy were included in the study. Comparison of HM cystoscopy classification with histopathology results confirmed 32?33 (97%) cancerous biopsies and rejected 17?20 (85%) noncancerous lesions.

Is there a common factor for vision?

In cognition, common factors play a crucial role. For example, different types of intelligence are highly correlated, pointing to a common factor, which is often called g. One might expect that a similar common factor would also exist for vision. Surprisingly, no one in the field has addressed this issue. Here, we provide the first evidence that there is no common factor for vision. We tested 40 healthy students' performance in six basic visual paradigms: visual acuity, vernier discrimination, two visual backward masking paradigms, Gabor detection, and bisection discrimination. One might expect that performance levels on these tasks would be highly correlated because some individuals generally have better vision than others due to superior optics, better retinal or cortical processing, or enriched visual experience. However, only four out of 15 correlations were significant, two of which were nontrivial. These results cannot be explained by high intraobserver variability or ceiling effects because test-retest reliability was high and the variance in our student population is commensurate with that from other studies with well-sighted populations. Using a variety of tests (e.g., principal components analysis, Bayes theorem, test-retest reliability), we show the robustness of our null results. We suggest that neuroplasticity operates during everyday experience to generate marked individual differences. Our results apply only to the normally sighted population (i.e., restricted range sampling). For the entire population, including those with degenerate vision, we expect different results.

Sonda de infrarrojo cercano como herramienta para evaluar la composición de grasa subcutánea de cerdos alimentados con CLA

El objetivo de este trabajo fue la utilización de la tecnología de Infrarrojo cercano por aplicación directa de una fibra óptica en tejido adiposo de cerdos alimentados con diferentes dietas (CONTROL, CÍTRICOS y CLA). Para ello, 265 animales fueron alimentados con tres dietas diferentes y se analizó el perfil de ácidos grasos en la grasa del jamón mediante cromatografía de gases y FT-NIR (espectroscopia de infrarrojo cercano con transformada de Fourier). La adquisición de espectros se realizó con un espectrómetro Optics Matrix-F duplex de Bruker equipado con una sonda de contacto IN-268-2. Los cerdos que fueron alimentados con la dieta enriquecida en CLA mostraron diferencias significativas tanto en la composición de ácidos grasos como en los espectros de NIR ya que la ingesta de CLA aumentó el porcentaje de ácidos grasos saturados (SAT) y poliinsaturados (PUFA) mientras que los monoinsaturados (MUFA) disminuyeron con respecto a las otras dietas. Los resultados sugieren que la espectroscopia de infrarrojo cercano es un método rápido y de fácil implementación para identificar animales alimentados con diferentes dietas.