Elucidating capacitance and resistance terms in confined electroactive molecular layers

Electrochemical analyses on confined electroactive molecular layers, herein exemplified with electroactive self-assembled monolayers, sample current contributions that are significantly influenced by additional nonfaradaic and uncompensated resistance effects that, though unresolved, can strongly distort redox analysis. Prior work has shown that impedance-derived capacitance spectroscopy approaches can cleanly resolve all contributions generated at such films, including those which are related to the layer dipolar/electrostatic relaxation characteristics. We show herein that, in isolating the faradaic and nonfaradaic contributions present within an improved equivalent circuit description of such interfaces, it is possible to accurately simulate subsequently observed cyclic voltammograms (that is, generated current versus potential patterns map accurately onto frequency domain measurements). Not only does this enable a frequency-resolved quantification of all components present, and in so doing, a full validation of the equivalent circuit model utilized, but also facilitates the generation of background subtracted cyclic voltammograms remarkably free from all but faradaic contributions. © 2012 American Chemical Society.

An anisotropic linear elastic boundary element formulation for masonry wall analysis

This work presents an application of a Boundary Element Method (BEM) formulation for anisotropic body analysis using isotropic fundamental solution. The anisotropy is considered by expressing a residual elastic tensor as the difference of the anisotropic and isotropic elastic tensors. Internal variables and cell discretization of the domain are considered. Masonry is a composite material consisting of bricks (masonry units), mortar and the bond between them and it is necessary to take account of anisotropy in this type of structure. The paper presents the formulation, the elastic tensor of the anisotropic medium properties and the algebraic procedure. Two examples are shown to validate the formulation and good agreement was obtained when comparing analytical and numerical results. Two further examples in which masonry walls were simulated, are used to demonstrate that the presented formulation shows close agreement between BE numerical results and different Finite Element (FE) models. © 2012 Elsevier Ltd.

An exact series solution for the vibration analysis of cylindrical shells with arbitrary boundary conditions

In this paper, an exact series solution for the vibration analysis of circular cylindrical shells with arbitrary boundary conditions is obtained, using the elastic equations based on Flügge's theory. Each of the three displacements is represented by a Fourier series and auxiliary functions and sought in a strong form by letting the solution exactly satisfy both the governing differential equations and the boundary conditions on a point-wise basis. Since the series solution has to be truncated for numerical implementation, the term exactly satisfying should be understood as a satisfaction with arbitrary precision. One of the important advantages of this approach is that it can be universally applied to shells with a variety of different boundary conditions, without the need of making any corresponding modifications to the solution algorithms and implementation procedures as typically required in other techniques. Furthermore, the current method can be easily used to deal with more complicated boundary conditions such as point supports, partial supports, and non-uniform elastic restraints. Numerical examples are presented regarding the modal parameters of shells with various boundary conditions. The capacity and reliability of this solution method are demonstrated through these examples. © 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Morphotropic phase boundary and electrical properties of 1-x[Bi 0.5Na0.5]TiO3 -xBa[Zr0.25Ti 0.75]O3 lead-free piezoelectric ceramics

Lead-free solid solutions (1-x)Bi0.5Na0.5TiO 3 (BNT)-xBaZr0.25Ti0.75O3 (BZT) (x=0, 0.01, 0.03, 0.05, and 0.07) were prepared by the solid state reaction method. X-ray diffraction (XRD) and Rietveld refinement analyses of 1-x(BNT)-x(BZT) solid solution ceramic were employed to study the structure of these systems. A morphotropic phase boundary (MPB) between rhombohedral and cubic structures occured at the composition x=0.05. Raman spectroscopy exhibited a splitting of the (TO3) mode at x=0.05 and confirmed the presence of MPB region. Scanning electron microcopy (SEM) images showed a change in the grain shape with the increase of BZT into the BNT matrix lattice. The temperature dependent dielectric study showed a gradual increase in dielectric constant up to x=0.05 and then decrease with further increase in BZT content. Maximum coercive field, remanent polarization and high piezoelectric constant were observed at x=0.05. Both the structural and electrical properties show that the solid solution has an MPB around x=0.05. © 2012 Elsevier Ltd and Techna Group S.r.l.

Experimental infection of commercial layers with wild or attenuated Salmonella Gallinarum mutant strains: Anatomic pathology, total blood cell count and serum protein levels

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Effects of dietary clinoptilolite and calcium levels on uric acid and calcium blood concentrations and bone quality of commercial layers

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Lipid metabolism of commercial layers fed diets containing aflatoxin, fumonisin, and a binder

Aflatoxins (AF) and fumonisins (FU) are a major problem faced by poultry farmers, leading to huge economic losses. This experiment was conducted to determine the effects of AF (1 mg/kg of feed) and FU (25 mg/kg of feed), singly or in combination, on the lipid metabolism in commercial layers and investigate the efficacy of a commercial binder (2 kg/t of feed) on reducing the toxic effects of these mycotoxins. A total of 168 Hisex Brown layer hens, 37 wk of age, were randomized into a 3 × 2 + 1 factorial arrangement (3 diets with no binder containing AF, FU, and AF+FU; 3 diets with binder containing AF, FU, and AF+FU; and a control diet with no mycotoxins and binders), totaling 7 treatments. The hens contaminated with AF showed the characteristic effects of aflatoxicosis, such as a yellow liver, resulting from the accumulation of liver fat, lower values of plasma very low-density lipoprotein and triglycerides, and higher relative weight of the kidneys and liver. Hepatotoxic and nephrotoxic effects of FU were not observed in this study. On the other hand, the FU caused a reduction in small intestine length and an increase in abdominal fat deposition. The glucan-based binder prevented some of the deleterious effects of these mycotoxins, particularly the effects of AF on hepatic lipid metabolism, kidney relative weight, and FU in the small intestine. © 2013 Poultry Science Association Inc.

Effects of dietary clinoptilolite and calcium levels on the performance and egg quality of commercial layers

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Properties of individual YBCO layers in a two-layered design for energy-efficient digital data cables

We are developing two-layered Yttrium Barium Copper Oxide (YBCO) thin film structures for energy efficient data links for superconducting electronics and present the results of their property measurements. High temperature superconductors (HTS) are advantageous for the implementation of energy-efficient cables interconnecting low temperature superconductor-based circuits and other cryogenic electronics circuits at higher temperature stages. The advantages of the HTS cables come from their low loss and low dispersion properties, allowing ballistic transfer of low power signals with very high bandwidth, low heat conduction and negligible inter-line crosstalk. The microstrip line cable geometry for typical materials is a two-layered film, in which the two superconducting layers are separated by an insulation layer with a minimized permittivity. We have made a proof of concept design of two YBCO films grown by pulsed laser deposition and then assembled into a sandwich with uniform insulating interlayer of tens of micrometers thick. We report on results obtained from such systems assembled in different ways. Structural and electromagnetic properties have been examined on individual films and on the corresponding sandwich composite. © 2013 IEEE.

Modelagem sísmica via métodos das diferenças finitas: caso da bacia do Amazonas

Este trabalho tem por objetivo apresentar os resultados da modelagem sísmica em meios com fortes descontinuidades de propriedades físicas, com ênfase na existência de difrações e múltiplas reflexões, tendo a Bacia do Amazonas como referência à modelagem. As condições de estabilidade e de fronteiras utilizadas no cálculo do campo de ondas sísmicas foram analisadas numericamente pelo método das diferenças finitas, visando melhor compreensão e controle da interpretação de dados sísmicos. A geologia da Bacia do Amazonas é constituída por rochas sedimentares depositadas desde o Ordoviciano até o Recente que atingem espessuras da ordem de 5 km. Os corpos de diabásio, presentes entre os sedimentos paleozóicos, estão dispostos na forma de soleiras, alcançam espessuras de centenas de metros e perfazem um volume total de aproximadamente 90000 Km³. A ocorrência de tais estruturas é responsável pela existência de reflexões múltiplas durante a propagação da onda sísmica o que impossibilita melhor interpretação dos horizontes refletores que se encontram abaixo destas soleiras. Para representar situações geológicas desse tipo foram usados um modelo (sintético) acústico de velocidades e um código computacional elaborado via método das diferenças finitas com aproximação de quarta ordem no espaço e no tempo da equação da onda. A aplicação dos métodos de diferenças finitas para o estudo de propagação de ondas sísmicas melhorou a compreensão sobre a propagação em meios onde existem heterogeneidades significativas, tendo como resultado boa resolução na interpretação dos eventos de reflexão sísmica em áreas de interesse. Como resultado dos experimentos numéricos realizados em meio de geologia complexa, foi observada a influência significativa das reflexões múltiplas devido à camada de alta velocidade, isto provocou maior perda de energia e dificultou a interpretação dos alvos. Por esta razão recomenda-se a integração de dados de superfície com os de poço, com o objetivo de obter melhor imagem dos alvos abaixo das soleiras de diabásio.

Análise da resolução do modelo de Hughes em sondagens magnetotelúricas

Na maioria dos métodos de exploração geofísica, a interpretação é feita assumindo-se um modelo da Terra uniformemente estratificado. Todos os métodos de inversão, inclusive o de dados eletromagnéticos, exigem técnica de modelamento teórico de modo a auxiliar a interpretação. Na literatura os dados são geralmente interpretados em termos de uma estrutura condutiva unidimensional; comumente a Terra é assumida ser horizontalmente uniforme de modo que a condutividade é função somente da profundidade. Neste trabalho uma técnica semi-analítica de modelagem desenvolvida por Hughes (1973) foi usada para modelar a resposta magnética de duas camadas na qual a interface separando as camadas pode ser representada por uma expansão em série de Fourier. A técnica envolve um método de perturbação para encontrar o efeito de um contorno senoidal com pequenas ondulações. Como a perturbação é de primeira ordem a solução obtida é linear, podemos então usar o princípio da superposição e combinar soluções para várias senoides de forma a obter a solução para qualquer dupla camada expandida em série de Fourier. Da comparação com a técnica de elementos finitos, as seguintes conclusões podem ser tiradas: • Para um modelo de dupla camada da Terra, as camadas separadas por uma interface cuja profundidade varia senoidalmente em uma direção, as respostas eletromagnética são muito mais fortes quando a espessura da primeira camada é da ordem do skin depth da onda eletromagnética no meio, e será tanto maior quanto maior for o contraste de condutividade entre as camadas; • Por outro lado, a resistividade aparente para este modelo não é afetada pela mudança na frequência espacial (v) do contorno; • Em caso do uso da solução geral para qualquer dupla camada na Terra cuja interface possa ser desenvolvida em série de Fourier, esta técnica produziu bons resultados quando comparado com a técnica de elementos finitos. A linerização restringe a aplicação da técnica para pequenas estruturas, apesar disso, uma grande quantidade de estruturas pode ser modelada de modo simples e com tempo computacional bastante rápido; • Quando a dimensão da primeira camada possui a mesma ordem de grandeza da estrutura, esta técnica não é recomendada, porque para algumas posições de sondagem, as curvas de resistividade aparente obtidas mostram um pequeno deslocamento quando comparadas com as curvas obtidas por elementos finitos.

Fácies e proveniência de depósitos costeiros da Formação Raizama: evidências do registro Ediacarano-cambriano na faixa Paraguai, região de Nobres, Mato Grosso

Rochas siliciclásticas da Formação Raizama, unidade basal do Grupo Alto Paraguai de idade ediacarana-cambriana (635 – 541 Ma), ocorrem distribuídas descontinuamente ao longo da margem sul do Cráton Amazônico e segmento norte da Faixa Paraguai, centro-oeste do Brasil, estado do Mato Grosso. Estas recobrem discordantemente os depósitos de plataforma carbonática do Grupo Araras, onde foram registrados evidências do evento glacial Marinoano (635 Ma). O Grupo Alto Paraguai representa os estágios finais da colisão entre os blocos Amazônico e Paranapanema que culminaram no fechamento do Oceano Clymene (540-520 Ma). A Formação Raizama com espessura de aproximadamente 570 m é constituída por pelitos, arenitos finos a grossos, e arenitos com cimento dolomítico previamente interpretados como depósitos flúvio-costeiros distribuídos nos membros inferior (270 m) e superior (300 m). O estudo faciológico e estratigráfico desta unidade na região de Nobres, Estado do Mato Grosso, foi focado principalmente na seção aflorante de 600 m no leito do rio Serragem, que inclui a Cachoeira da Serra do Tombador. Foram definidas 17 fácies sedimentares, agrupadas em cinco associações de fácies (AF) representativas de uma sucessão costeira progradante iniciando por depósitos de shoreface inferior, os quais recobrem em conformidade correlativa os depósitos de plataforma carbonática da Formação Serra do Quilombo (Grupo Araras). A AF1 consiste em arenitos com laminação plano-paralela e laminação truncada por onda (microhummocky), individualizada por camadas de pelito laminado interpretadas como depósitos de shoreface inferior. Destaca-se na AF1 a primeira ocorrência de níveis centimétricos bioturbados por Skolithos em depósitos neoproterozoicos – cambrianos na Faixa Paraguai. A AF2 é formada por arenitos com estratificação cruzada swaley e estratificação plano-paralela interpretada como depósitos de shoreface superior. A AF3 é composta por arenitos com estratificações cruzadas tangenciais e acanaladas com recobrimentos de siltito/arenito muito fino representativos de depósitos de canal e barras de submaré. A AF4 é caracterizada por arenitos com estratificações cruzadas tangencial e sigmoidal, laminação plano-paralela a cruzadas de baixo-ângulo, ritmito arenito muito fino/siltito com acamamento flaser e gretas de contração, organizados em ciclos métricos de raseamento ascendente de planície de maré. A AF5 é constituída por arenito com estratificação cruzada acanalada marcada por lags residuais na base da associação, arenito com estratificações plano-paralela e cruzada de baixo-ângulo, interpretados como depósitos fluviais distais de rios entrelaçados, parcialmente retrabalhados por ondas. Grãos detríticos de zircão foram obtidos da AF3 e datados pelo método U-Pb, sendo a idade de 1001±9 Ma interpretada como a idade de máxima deposição da Formação Raizama. Aliado a tal análise, as paleocorrentes NE-SE mostram que estes grãos teriam como áreas fontes principais a Faixa Sunsás, SW do Cráton Amazônico, não sendo descartada contribuições oriundas da parte NW desse Cráton. A idade mesoproterozóica obtida serviu principalmente para desvendar a proveniência da Formação Raizama, enquanto que as datações da base do Grupo Araras, em torno de 627-622 Ma, associada à presença inequívoca do icnogênero Skolithos, tornam esta unidade muito mais próxima do limite com o Cambriano Inferior. Traços fósseis do Proterozoico são caracterizados quase que exclusivamente por traços horizontais, sendo que bioturbações verticais praticamente são ausentes ao longo do Neoproterozoico. Esta inferência vem de encontro com a idade máxima de 541 Ma obtida para a Formação Diamantino, a qual recobre a unidade estudada. Os dados radiométricos aliados com as interpretações paleoambientais, que incluem o registro das primeiras atividades de organismos perfurantes na Faixa Paraguai, abrem perspectivas de entender com maiores detalhes a sequência de eventos que tipificam os estratos do limite Ediacarano-Cambriano do Brasil, ainda pouco conhecidos.

Inversão de dados de sísmica de refração profunda a partir da curva tempo-distância

O trabalho em pauta tem como objetivo o modelamento da crosta, através da inversão de dados de refração sísmica profunda, segundo camadas planas horizontais lateralmente homogêneas, sobre um semi-espaço. O modelo direto é dado pela expressão analítica da curva tempo-distância como uma função que depende da distância fonte-estação e do vetor de parâmetros velocidades e espessuras de cada camada, calculado segundo as trajetórias do raio sísmico, regidas pela Lei de Snell. O cálculo dos tempos de chegada por este procedimento, exige a utilização de um modelo cujas velocidades sejam crescentes com a profundidade, de modo que a ocorrência das camadas de baixa velocidade (CBV) é contornada pela reparametrização do modelo, levando-se em conta o fato de que o topo da CBV funciona apenas como um refletor do raio sísmico, e não como refrator. A metodologia de inversão utilizada tem em vista não só a determinação das soluções possíveis, mas também a realização de uma análise sobre as causas responsáveis pela ambiguidade do problema. A região de pesquisa das prováveis soluções é vinculada segundo limites superiores e inferiores para cada parâmetro procurado, e pelo estabelecimento de limites superiores para os valores de distâncias críticas, calculadas a partir do vetor de parâmetros. O processo de inversão é feito utilizando-se uma técnica de otimização do ajuste de curvas através da busca direta no espaço dos parâmetros, denominado COMPLEX. Esta técnica apresenta a vantagem de poder ser utilizada com qualquer função objeto, e ser bastante prática na obtenção de múltiplas soluções do problema. Devido a curva tempo-distância corresponder ao caso de uma multi-função, o algoritmo foi adaptado de modo a minimizar simultaneamente várias funções objetos, com vínculos nos parâmetros. A inversão é feita de modo a se obter um conjunto de soluções representativas do universo existente. Por sua vez, a análise da ambiguidade é realizada pela análise fatorial modo-Q, através da qual é possível se caracterizar as propriedades comuns existentes no elenco das soluções analisadas. Os testes com dados sintéticos e reais foram feitos tendo como aproximação inicial ao processo de inversão, os valores de velocidades e espessuras calculados diretamente da interpretação visual do sismograma. Para a realização dos primeiros, utilizou-se sismogramas calculados pelo método da refletividade, segundo diferentes modelos. Por sua vez, os testes com dados reais foram realizados utilizando-se dados extraídos de um dos sismogramas coletados pelo projeto Lithospheric Seismic Profile in Britain (LISPB), na região norte da Grã-Bretanha. Em todos os testes foi verificado que a geometria do modelo possui um maior peso na ambiguidade do problema, enquanto os parâmetros físicos apresentam apenas suaves variações, no conjunto das soluções obtidas.

Chemical composition and metabolizable energy values of corn germ meal obtained by wet milling for layers

An experiment was carried out to determine the chemical composition, metabolizable energy values, and coefficients of nutrient digestibility of corn germ meal for layers. The chemical composition of corn germ meal was determined, and then a metabolism assay was performed to determine its apparent metabolizable energy (AME) and apparent metabolizable energy corrected for nitrogen (AMEn) values and its dry matter and gross energy apparent metabolizability coefficients (CAMDM and CAMGE, respectively). In the 8-day assay (four days of adaptation and four days of total excreta collection), 60 29-week-old white Lohman LSL layers were used. A completely randomized experimental design, with three treatments with five replicates of four birds each, was applied. Treatments consisted of a reference diet and two test diets, containing 20 or 30% corn germ meal. Results were submitted to analysis of variance and means were compared by the Tukey tests at 5% probability level. The chemical composition of corn germ meal was: 96.39% dry matter, 49.48% ether extract, 1.87% ashes, 7243 kcal gross energy/kg, 11.48% protein, 0.19% methionine, 0.21% cystine, 0.48% lysine, 0.40% threonine, 0.72% arginine, 0.35% isoleucine, 0.83% leucine, 0.57% valine, and 0.37% histidine, on as-fed basis. There were no statistical differences in AME, AMEn, CAMDM, and CAMGE values with the inclusion of 20 and 30% corn germ meal in the diets. On dry matter basis, AME, AMEn, CAMDM, and CAMGE values of corn germ meal were: 4,578 and 4,548 kcal/kg, 4,723 and 4,372 kcal/kg, 64.95 and 61.86%, respectively.

Dietary fiber inclusion as an alternative to Feed Fasting to induce molting in Commercial Layers

The objective of the present experiment was to compare the performance, egg quality and organ morphometrics of commercial layers submitted to alternative forced molting methods using dietary fibers. The experimental period included the phases of molting, rest, and second laying cycle (six periods of 28 days each). In the trial, 320 commercial Isa Brown layers with 72 weeks of age were distributed, according to a completely randomized experimental design into five treatments with eight replicates of eight birds each, totaling 40 experimental units. Molting was induced by feeding diets with the inclusion of alfalfa or soybean husks at 80% and 60% or feed fasting. Treatments were applied for 14 days. Performance and egg quality parameters were evaluated for the second laying cycle and organ morphometrics (liver, gizzard, proventriculus, reproductive apparatus) in two different slaughter dates. The obtained data were submitted to analysis of variance using the General Linear Model (GLM) procedure of SAS statistical package (SAS Institute, 2002). Alternative molting methods promoted similar performance and egg quality results after molting were similar to those obtained by the conventional fasting method. Feeding fiber produced the expected effects in terms of organ weight regression and recovery and may be used to induce molting in commercial layers.