Design strategies for ultra-high efficiency photovoltaics

While concentrator photovoltaic cells have shown significant improvements in efficiency in the past ten years, once these cells are integrated into concentrating optics, connected to a power conditioning system and deployed in the field, the overall module efficiency drops to only 34 to 36%. This efficiency is impressive compared to conventional flat plate modules, but it is far short of the theoretical limits for solar energy conversion. Designing a system capable of achieving ultra high efficiency of 50% or greater cannot be achieved by refinement and iteration of current design approaches.

This thesis takes a systems approach to designing a photovoltaic system capable of 50% efficient performance using conventional diode-based solar cells. The effort began with an exploration of the limiting efficiency of spectrum splitting ensembles with 2 to 20 sub cells in different electrical configurations. Incorporating realistic non-ideal performance with the computationally simple detailed balance approach resulted in practical limits that are useful to identify specific cell performance requirements. This effort quantified the relative benefit of additional cells and concentration for system efficiency, which will help in designing practical optical systems.

Efforts to improve the quality of the solar cells themselves focused on the development of tunable lattice constant epitaxial templates. Initially intended to enable lattice matched multijunction solar cells, these templates would enable increased flexibility in band gap selection for spectrum splitting ensembles and enhanced radiative quality relative to metamorphic growth. The III-V material family is commonly used for multijunction solar cells both for its high radiative quality and for the ease of integrating multiple band gaps into one monolithic growth. The band gap flexibility is limited by the lattice constant of available growth templates. The virtual substrate consists of a thin III-V film with the desired lattice constant. The film is grown strained on an available wafer substrate, but the thickness is below the dislocation nucleation threshold. By removing the film from the growth substrate, allowing the strain to relax elastically, and bonding it to a supportive handle, a template with the desired lattice constant is formed. Experimental efforts towards this structure and initial proof of concept are presented.

Cells with high radiative quality present the opportunity to recover a large amount of their radiative losses if they are incorporated in an ensemble that couples emission from one cell to another. This effect is well known, but has been explored previously in the context of sub cells that independently operate at their maximum power point. This analysis explicitly accounts for the system interaction and identifies ways to enhance overall performance by operating some cells in an ensemble at voltages that reduce the power converted in the individual cell. Series connected multijunctions, which by their nature facilitate strong optical coupling between sub-cells, are reoptimized with substantial performance benefit.

Photovoltaic efficiency is usually measured relative to a standard incident spectrum to allow comparison between systems. Deployed in the field systems may differ in energy production due to sensitivity to changes in the spectrum. The series connection constraint in particular causes system efficiency to decrease as the incident spectrum deviates from the standard spectral composition. This thesis performs a case study comparing performance of systems over a year at a particular location to identify the energy production penalty caused by series connection relative to independent electrical connection.

Contribuição para o planejamento brasileiro de exploração de petróleo e gás natural através da formulação de uma política nacional de uso sustentável das reservas de petróleo e gás natural

Petróleo e gás natural são recursos naturais não renováveis que possuem grande participação na matriz energética mundial e tendência de crescimento na matriz nacional, cujo marco regulatório limita-se a definir critérios técnicos e procedimentais sem incorporar o modelo de sustentabilidade instituído pela Constituição Federal de 1988. A natureza finita dos recursos não renováveis, como o petróleo e o gás natural, exige uma visão do planejamento de sua exploração de longo prazo na definição dos objetivos e metas. Essa perspectiva de longo prazo traduz uma das preocupações do desenvolvimento sustentável: a garantia de direitos para as futuras gerações. Assim, ao procurar fornecer elementos para a tradução do modelo de desenvolvimento sustentável no arcabouço institucional e legal da indústria petrolífera vigente no Brasil, o presente trabalho busca contribuir para o aprimoramento da regulação petrolífera nacional e a qualidade de vida das gerações presentes e futuras. E, mais do que propor a elaboração de um projeto de lei, como modalidade de implantação de uma política pública, queremos contribuir para o fortalecimento das práticas e ações governamentais voltadas para a aplicação do desenvolvimento sustentável, consoante apregoa a Constituição Federal brasileira. Trata-se aqui de demonstrar, através de metodologia quali-quantitativa, a tese de que é possível incorporar o princípio constitucional de desenvolvimento sustentável na atividade de exploração e produção de petróleo e gás natural, formulando uma política pública que incorpore, no regime de propriedade do petróleo, a variável ambiental e o uso intergeracional que já haviam sido e continuam sendo aplicados a algumas fontes renováveis de energia. Inicialmente, identificamos a composição da matriz energética brasileira desde a inserção do petróleo como uma questão de Estado a partir dos anos 50 do século XX. Em seguida, analisamos a concepção legal e doutrinária para propor, então, a conceituação de um modelo de desenvolvimento energético sustentável, estruturante para a proposição de uma política nacional para a indústria petrolífera. Com base nessa conceituação, analisamos o marco regulatório e os procedimentos institucionais praticados atualmente para identificar as lacunas existentes no ordenamento a serem supridas pela política nacional proposta. A partir da análise dos contextos legal e institucional, e das políticas energética e ambiental, propomos a tradução de conceitos, objetivos, princípios e instrumentos num projeto de lei de Política Nacional de Uso Sustentável das Reservas de Petróleo e Gás Natural. Concluímos tecendo considerações gerais e específicas sobre a proposição aqui formulada com vistas ao aprimoramento do modelo nacional de gestão de recursos energéticos e ao fomento das discussões voltadas para a sustentabilidade das políticas públicas e as práticas privadas enraizadas na exploração irracional de recursos não renováveis

A influência do discurso médico no poder punitivo

Esta dissertação discute a relação entre a medicina, a psiquiatria, a psicologia, o poder punitivo e o Direito Penal, bem como a influência que o discurso de uma produziu no outro, e vice versa. Defende a idéia de que a medicina é um espetáculo de poder que, acasalado com o poder punitivo, e interagindo com, e sobre, o indivíduo, invade e se apropria do seu corpo para, usando-o como instrumento de dominação política, discipliná-lo de acordo com a conveniência, sobretudo, da higiene e, naquela sua relação espúria com o poder punitivo, diferenciá-lo e controlá-lo social e penalmente. Sustenta, ainda, que, malgrado o acasalamento não tenha sido intencional, o Estado via na medicina o instrumento para reforçar o seu poder, enquanto essa via naquele o apoio para o seu espraiamento, embora Medicina e Estado tenham convergido, mas também divergido, por vezes tática e estrategicamente, porquanto nem sempre os dois poderes reconheceram o valor da aliança que haviam estabelecido. Então, defende a tese de que o Estado acatou a medicalização das suas ações políticas e admitiu o valor político das ações da medicina, e com vantagens para ambos que, dividindo o poder, conquistaram. É que, a medicina, mais rápida e mais adequada aos problemas salutares apresentados, ajudava-o a se imiscuir no corpo para a permanência parasitária daquela. E, para manter seu direito ao discurso, sustenta que a medicina reinventou constantemente uma necessidade para, diante dela, apresentar-se como única solução, tendo conseguido isso mediante a apresentação de uma retórica dominial eloquente, mas, sobretudo, tecnificada, é dizer, inacessível ao dominado. Com isso, a disciplina, o controle e a repressão do indivíduo, penal e medicamente, estavam prontas, pois, Direito e Medicina, aquele com a lei, esta com o remédio, juntos, dominaram e dominam os destinos do indivíduo, e da coletividade. Demonstrou, ainda, que os higienistas nunca se desocuparam de suas funções. E, por fim, que os princípios penais devem, independente da qualificação que se os dê, sempre refrear o poder punitivo.

I. A seismotectonic study of the Middle America Subduction Zone. II. Lithosphere and upper mantle structure of the Canadian Shield and Eastern North America

This thesis consists of two separate parts. Part I (Chapter 1) is concerned with seismotectonics of the Middle America subduction zone. In this chapter, stress distribution and Benioff zone geometry are investigated along almost 2000 km of this subduction zone, from the Rivera Fracture Zone in the north to Guatemala in the south. Particular emphasis is placed on the effects on stress distribution of two aseismic ridges, the Tehuantepec Ridge and the Orozco Fracture Zone, which subduct at seismic gaps. Stress distribution is determined by studying seismicity distribution, and by analysis of 190 focal mechanisms, both new and previously published, which are collected here. In addition, two recent large earthquakes that have occurred near the Tehuantepec Ridge and the Orozco Fracture Zone are discussed in more detail. A consistent stress release pattern is found along most of the Middle America subduction zone: thrust events at shallow depths, followed down-dip by an area of low seismic activity, followed by a zone of normal events at over 175 km from the trench and 60 km depth. The zone of low activity is interpreted as showing decoupling of the plates, and the zone of normal activity as showing the breakup of the descending plate. The portion of subducted lithosphere containing the Orozco Fracture Zone does not differ significantly, in Benioff zone geometry or in stress distribution, from adjoining segments. The Playa Azul earthquake of October 25, 1981, M_s=7.3, occurred in this area. Body and surface wave analysis of this event shows a simple source with a shallow thrust mechanism and gives M_o=1.3x10²⁷ dyne-cm. A stress drop of about 45 bars is calculated; this is slightly higher than that of other thrust events in this subduction zone. In the Tehuantepec Ridge area, only minor differences in stress distribution are seen relative to adjoining segments. For both ridges, the only major difference from adjoining areas is the infrequency or lack of occurrence of large interplate thrust events.

Part II involves upper mantle P wave structure studies, for the Canadian shield and eastern North America. In Chapter 2, the P wave structure of the Canadian shield is determined through forward waveform modeling of the phases P_nl, P, and PP. Effects of lateral heterogeneity are kept to a minimum by using earthquakes just outside the shield as sources, with propagation paths largely within the shield. Previous mantle structure studies have used recordings of P waves in the upper mantle triplication range of 15-30°; however, the lack of large earthquakes in the shield region makes compilation of a complete P wave dataset difficult. By using the phase PP, which undergoes triplications at 30-60°, much more information becomes available. The WKBJ technique is used to calculate synthetic seismograms for PP, and these records are modeled almost as well as the P. A new velocity model, designated S25, is proposed for the Canadian shield. This model contains a thick, high-Q, high-velocity lid to 165 km and a deep low-velocity zone. These features combine to produce seismograms that are markedly different from those generated by other shield structure models. The upper mantle discontinuities in S25 are placed at 405 and 660 km, with a simple linear gradient in velocity between them. Details of the shape of the discontinuities are not well constrained. Below 405 km, this model is not very different from many proposed P wave models for both shield and tectonic regions.

Chapter 3 looks in more detail at recordings of P_nl in eastern North America. First, seismograms from four eastern North American earthquakes are analyzed, and seismic moments for the events are calculated. These earthquakes are important in that they are among the largest to have occurred in eastern North America in the last thirty years, yet in some cases were not large enough to produce many good long-period teleseismic records. A simple layer-over-a-halfspace model is used for the initial modeling, and is found to provide an excellent fit for many features of the observed waveforms. The effects on P_nl of varying lid structure are then investigated. A thick lid with a positive gradient in velocity, such as that proposed for the Canadian shield in Chapter 2, will have a pronounced effect on the waveforms, beginning at distances of 800 or 900 km. P_nl records from the same eastern North American events are recalculated for several lid structure models, to survey what kinds of variations might be seen. For several records it is possible to see likely effects of lid structure in the data. However, the dataset is too sparse to make any general observations about variations in lid structure. This type of modeling is expected to be important in the future, as the analysis is extended to more recent eastern North American events, and as broadband instruments make more high-quality regional recordings available.

Comunidades de anfíbios anuros em duas fitofisionomias do Parque Estadual da Serra do Tabuleiro, estado de Santa Catarina

O estado de Santa Catarina possuía sua área inteiramente coberta por Mata Atlântica, um dos biomas mais ameaçados mundialmente. Mesmo com o crescente aumento de informações sobre os anfíbios no estado, ainda existe muitas lacunas de informações para este grupo e o desconhecimento é alto mesmo no interior das Unidades de Conservação. O Parque Estadual da Serra do Tabuleiro é a maior unidade de conservação de proteção integral de Santa Catarina e ainda assim possui inúmeras ameaças e pressões antrópicas. Os objetivos deste estudo foram estudar os anfíbios anuros em duas fitofisionomias, restinga e floresta ombrófila densa submontana, do Parque Estadual da Serra do Tabuleiro, verificar as diferenças dos parâmetros da comunidade entre três mesohábitats na restinga, compreender em que extensão algumas variáveis estruturais do hábitat afetam a riqueza e abundância dos anuros na restinga e na floresta ombrófila densa submontana, conhecer os anuros de folhiço na área de floresta e, adicionalmente, verificar o atual conhecimento sobre os anuros de folhiço no mundo. Os anuros no parque foram amostrados por meio dos métodos de procura ativa em transecções, armadilhas de queda com cerca guia e parcelas no chão da floresta durante três anos consecutivos com amostragens trimestrais, de julho de 2007 a abril de 2010. As variáves estruturais foram medidas nos locais amostrados enquanto que os dados climáticos foram obtidos da estação meteorológica mais próxima da área de estudo. A revisão sobre os anuros de folhiço no mundo foi realizada por uma busca na base de dados ISI Web if Science entre os anos de 1945 e 2008. Foram registradas 39 espécies de anuros no Parque, sendo 15 espécies para a restinga, 31 espécies na floresta. No folhiço do chão da floresta, a comunidade foi composta por 13 espécies de anuros. No total, 66% dos anuros registrados aqui, foram endêmicos da Mata Atlântica, 17% possuíram distribuição restrita à Santa Catarina e quatro espécies foram consideradas como vulneráveis na lista de espécies ameaçadas de extinção de Santa Catarina. Na restinga, a área aberta e a mata de restinga foram as mais dissimilares com relação à composição e abundância de anuros e também para as variáveis estruturais do hábitat. Na floresta ombrófila densa, a cobertura de dossel e o número de corpos dágua foram as variáveis mais importantes para a riqueza e abundância das espécies de anuros. Também para os anuros de folhiço do parque, a cobertura de dossel foi importante, conjuntamente com a umidade do ar e a profundidade de folhiço. O atual conhecimento sobre os anuros de folhiço no mundo se concentra nas regiões tropicais, sendo que o Brasil possui o maior número de estudos. Algumas tendências para as comunidades de anuros de folhiço puderam ser identificadas, mas estudos adicionais são necessários para que mais inferências possam ser feitas. O presente estudo contribuiu para preencher parte das lacunas de conhecimento existentes para a biodiversidade dos anuros do estado de Santa Catarina e em especial para o Parque Estadual da Serra do Tabuleiro.

Temporary ponds in the UK; a critical biodiversity resource for freshwater plants and animals

The importance of ponds for biodiversity in Britain has been demonstrated by a number of studies. However, most of the research and interest has been directed at permanent waterbodies, and temporary ponds have been largely neglected. In this article the author present some preliminary findings from a project which aims to fill some of the many gaps in our knowledge of temporary ponds in Britain. The project, which runs for three years until the end of 2001, aims specifically to investigate the ecology of temporary ponds in England and Wales by describing (i) their wetland plant and macroinvertebrate communities, (ii) their physico-chemical characteristics, and (iii) their value as a biodiversity resource. The article focuses on the assessment of temporary ponds as a biodiversity resource and briefly considers aspects of species richness, rarity and distinctiveness. Where possible, temporary ponds are compared with other waterbody types, mainly permanent ponds from the National Pond Survey (NPS), to give the results a broader context.

Implementing Integrated Water Resources Management in the Ebro River Basin: From Theory to Facts

JA-925

First principles based multiparadigm modeling of electronic structures and dynamics

Electronic structures and dynamics are the key to linking the material composition and structure to functionality and performance.

An essential issue in developing semiconductor devices for photovoltaics is to design materials with optimal band gaps and relative positioning of band levels. Approximate DFT methods have been justified to predict band gaps from KS/GKS eigenvalues, but the accuracy is decisively dependent on the choice of XC functionals. We show here for CuInSe₂ and CuGaSe₂, the parent compounds of the promising CIGS solar cells, conventional LDA and GGA obtain gaps of 0.0-0.01 and 0.02-0.24 eV (versus experimental values of 1.04 and 1.67 eV), while the historically first global hybrid functional, B3PW91, is surprisingly the best, with band gaps of 1.07 and 1.58 eV. Furthermore, we show that for 27 related binary and ternary semiconductors, B3PW91 predicts gaps with a MAD of only 0.09 eV, which is substantially better than all modern hybrid functionals, including B3LYP (MAD of 0.19 eV) and screened hybrid functional HSE06 (MAD of 0.18 eV).

The laboratory performance of CIGS solar cells (> 20% efficiency) makes them promising candidate photovoltaic devices. However, there remains little understanding of how defects at the CIGS/CdS interface affect the band offsets and interfacial energies, and hence the performance of manufactured devices. To determine these relationships, we use the B3PW91 hybrid functional of DFT with the AEP method that we validate to provide very accurate descriptions of both band gaps and band offsets. This confirms the weak dependence of band offsets on surface orientation observed experimentally. We predict that the CBO of perfect CuInSe₂/CdS interface is large, 0.79 eV, which would dramatically degrade performance. Moreover we show that band gap widening induced by Ga adjusts only the VBO, and we find that Cd impurities do not significantly affect the CBO. Thus we show that Cu vacancies at the interface play the key role in enabling the tunability of CBO. We predict that Na further improves the CBO through electrostatically elevating the valence levels to decrease the CBO, explaining the observed essential role of Na for high performance. Moreover we find that K leads to a dramatic decrease in the CBO to 0.05 eV, much better than Na. We suggest that the efficiency of CIGS devices might be improved substantially by tuning the ratio of Na to K, with the improved phase stability of Na balancing phase instability from K. All these defects reduce interfacial stability slightly, but not significantly.

A number of exotic structures have been formed through high pressure chemistry, but applications have been hindered by difficulties in recovering the high pressure phase to ambient conditions (i.e., one atmosphere and room temperature). Here we use dispersion-corrected DFT (PBE-ulg flavor) to predict that above 60 GPa the most stable form of N₂O (the laughing gas in its molecular form) is a 1D polymer with an all-nitrogen backbone analogous to cis-polyacetylene in which alternate N are bonded (ionic covalent) to O. The analogous trans-polymer is only 0.03-0.10 eV/molecular unit less stable. Upon relaxation to ambient conditions both polymers relax below 14 GPa to the same stable non-planar trans-polymer, accompanied by possible electronic structure transitions. The predicted phonon spectrum and dissociation kinetics validate the stability of this trans-poly-NNO at ambient conditions, which has potential applications as a new type of conducting polymer with all-nitrogen chains and as a high-energy oxidizer for rocket propulsion. This work illustrates in silico materials discovery particularly in the realm of extreme conditions.

Modeling non-adiabatic electron dynamics has been a long-standing challenge for computational chemistry and materials science, and the eFF method presents a cost-efficient alternative. However, due to the deficiency of FSG representation, eFF is limited to low-Z elements with electrons of predominant s-character. To overcome this, we introduce a formal set of ECP extensions that enable accurate description of p-block elements. The extensions consist of a model representing the core electrons with the nucleus as a single pseudo particle represented by FSG, interacting with valence electrons through ECPs. We demonstrate and validate the ECP extensions for complex bonding structures, geometries, and energetics of systems with p-block character (C, O, Al, Si) and apply them to study materials under extreme mechanical loading conditions.

Despite its success, the eFF framework has some limitations, originated from both the design of Pauli potentials and the FSG representation. To overcome these, we develop a new framework of two-level hierarchy that is a more rigorous and accurate successor to the eFF method. The fundamental level, GHA-QM, is based on a new set of Pauli potentials that renders exact QM level of accuracy for any FSG represented electron systems. To achieve this, we start with using exactly derived energy expressions for the same spin electron pair, and fitting a simple functional form, inspired by DFT, against open singlet electron pair curves (H₂ systems). Symmetric and asymmetric scaling factors are then introduced at this level to recover the QM total energies of multiple electron pair systems from the sum of local interactions. To complement the imperfect FSG representation, the AMPERE extension is implemented, and aims at embedding the interactions associated with both the cusp condition and explicit nodal structures. The whole GHA-QM+AMPERE framework is tested on H element, and the preliminary results are promising.

A construção do conhecimento acerca do fenômeno das drogas: desafios no ensino crítico e problematizador

O objeto deste estudo foi a percepção dos discentes acerca do processo de ensinagem desenvolvido na abordagem do fenômeno das drogas. Os objetivos foram: 1) Descrever o processo de ensinagem desenvolvido na abordagem do fenômeno das drogas de acordo com a percepção dos discentes; 2) Analisar a construção do conhecimento dos discentes em relação ao fenômeno das drogas a partir das estratégias de ensinagem desenvolvidas; 3) Discutir os nexos entre a abordagem do fenômeno das drogas e a construção do conhecimento na perspectiva discente. Trata-se de uma pesquisa descritiva com abordagem qualitativa. Os dados foram coletados de dezembro/2008 a janeiro/2009, na Faculdade de Enfermagem da UERJ, utilizando-se três grupos focais, constituídos por 19 acadêmicos dos três últimos semestres do curso. O projeto foi aprovado pela Comissão de Ética em Pesquisa da UERJ conforme protocolo n 029.3.2008 e os participantes assinaram Termo de Consentimento Livre e Esclarecido. Os dados foram tratados por análise de conteúdo segundo Bardin, tendo sido selecionadas 142 Unidades de Registro. Estas foram agrupadas em doze unidades de significação, com suas respectivas quantificações. Em conseqüência formaram-se três categorias: Construindo conhecimento acerca do fenômeno das drogas; A condução docente na construção do conhecimento; O processo de ensinagem na percepção discente. Como o processo de ensinagem consiste em uma prática social que envolve o objeto de estudo, o docente e o discente, a primeira categoria engloba os assuntos pertinentes ao objeto abordado, a segunda se refere ao trabalho docente e a terceira ao discente, complementando as três interfaces do processo de construção do conhecimento. Os resultados evidenciaram que a instituição de ensino desempenha um papel fundamental no meio acadêmico ao utilizarem a metodologia crítica e problematizadora na abordagem do fenômeno das drogas, entretanto, há lacunas a serem preenchidas na construção do conhecimento sobre drogas.

Light-matter Interactions in Semiconductors and Metals: From Nitride Optoelectronics to Quantum Plasmonics

This thesis puts forth a theory-directed approach coupled with spectroscopy aimed at the discovery and understanding of light-matter interactions in semiconductors and metals.

The first part of the thesis presents the discovery and development of Zn-IV nitride materials.The commercial prominence in the optoelectronics industry of tunable semiconductor alloy materials based on nitride semiconductor devices, specifically InGaN, motivates the search for earth-abundant alternatives for use in efficient, high-quality optoelectronic devices. II-IV-N2 compounds, which are closely related to the wurtzite-structured III-N semiconductors, have similar electronic and optical properties to InGaN namely direct band gaps, high quantum efficiencies and large optical absorption coefficients. The choice of different group II and group IV elements provides chemical diversity that can be exploited to tune the structural and electronic properties through the series of alloys. The first theoretical and experimental investigation of the ZnSnxGe1−xN2 series as a replacement for III-nitrides is discussed here.

The second half of the thesis shows ab−initio calculations for surface plasmons and plasmonic hot carrier dynamics. Surface plasmons, electromagnetic modes confined to the surface of a conductor-dielectric interface, have sparked renewed interest because of their quantum nature and their broad range of applications. The decay of surface plasmons is usually a detriment in the field of plasmonics, but the possibility to capture the energy normally lost to heat would open new opportunities in photon sensors, energy conversion devices and switching. A theoretical understanding of plasmon-driven hot carrier generation and relaxation dynamics in the ultrafast regime is presented here. Additionally calculations for plasmon-mediated upconversion as well as an energy-dependent transport model for these non-equilibrium carriers are shown.

Finally, this thesis gives an outlook on the potential of non-equilibrium phenomena in metals and semiconductors for future light-based technologies.

Tecnologias não-invasivas de cuidado de enfermagem obstétrica no suporte físico à parturiente: critérios e efeitos esperados

Este estudo buscou identificar os critérios utilizados pelas enfermeiras obstétricas para empregar as tecnologias não-invasivas de cuidado no suporte físico à parturiente e quais são seus efeitos esperados. Para tanto, se realizou uma pesquisa quantitativa exploratória do tipo survey, que abordou as práticas/cuidados fornecidas pelas enfermeiras obstétrica durante a assistência ás parturientes que tinham relação com o suporte físico. Estas foram agrupadas em: suporte relacionado ao ambiente; suporte ao posicionamento (livre movimentação e adoção de posturas verticais, deambulação, movimentos pélvicos, posição de cócoras, e posição de quatro apoios); suporte aos estímulos táteis (massagens, compressas frias/mornas, banho morno de aspersão e imersão); e suporte energético (oferta de alimento). Para tanto, utilizou-se um questionário, que foi disponibilizado via internet, após a criação de um domínio e web site próprio para tal finalidade. A população-alvo constituiu-se de enfermeiras obstétricas que atuam no cuidado da parturiente em território nacional, sendo que estas foram convidadas a participar, entre os meses de julho e setembro de 2009, através de e-mails survey individuais ou coletivos. Participaram do estudo120 profissionais, sendo que 45,8% foram excluídos automaticamente pelo sistema, pois não possuíam os critérios de inclusão. Dos participantes elegíveis (65), 33,8% responderam somente o teste de elegibilidade, 4,6% responderam parcialmente e 61,6% responderam completamente o questionário. Os resultados demonstraram que alguns aspectos relacionados ao conceito ainda encontram-se pouco compreendidos pelas profissionais da área, entretanto este não é um entrave para que práticas/cuidados relacionados a esta nova terminologia sejam utilizadas durante a assistência à parturiente. De acordo com os objetivos propostos, conseguiu-se determinar os critérios e efeitos esperados pelas enfermeiras obstétricas ao utilizarem as tecnologias não-invasivas de cuidado estudadas, entretanto também se evidenciou brechas no conhecimento científico. Assim conclui-se que as enfermeiras obstétricas utilizam práticas/cuidados relacionadas as tecnologias não-invasivas de cuidado de enfermagem obstétrica no suporte físico à parturiente, pautadas em critérios e efeitos esperados que em sua maioria possuem bases científicas que os comprove. Considera-se que a utilização destas são uma ferramenta importante para a desmedicalização do processo de parto e consequentemente, para a diminuição dos índices de morbimortalidade materna e neonatall. Portanto, é necessário estimular à assistência ao parto por enfermeiras obstétricas, de modo a suplantar o modelo de assistência tecnocrático, ainda hegemônico no país.

Revisão anatômica e posicionamento filogenético das espécies de Ionoscopiformes (Actinopterygii: Holostei) do Cretáceo do nordeste do Brasil e de Puebla, México

Os gêneros de peixes fósseis Oshunia e Placidichthys são holósteos pertencentes à Ordem Ionoscopiformes e provenientes do Cretáceo Inferior do Brasil, das bacias do Araripe e de Tucano. No clado Ionoscopiformes sensu Grande & Bemis (1998) estão incluídas as famílias Ionoscopidae e Ophiopsidae, todavia as relações internas deste grupo ainda são duvidosas. Oshunia e Placidichthys fazem parte das famílias Ionoscopidae e Ophiopsidae, respectivamente, sendo o gênero Oshunia considerado como mono-específico (cf., O. brevis), enquanto que Placidichthys apresenta duas espécies nominais (cf., P. bidorsalis e P. tucanensis). Em função destas espécies terem sido descritas a partir de poucos espécimes, ainda existiam várias lacunas no conhecimento em relação as mesmas, como, por exemplo, a possibilidade da existência de outras espécies no gênero Oshunia e a falta de informações anatômicas, especialmente do crânio, da região occipital, dos ossos da face e da nadadeira caudal das espécies de Placidichthys. Outro ponto em aberto na literatura era a posição filogenética dos dois gêneros. Frente a estas questões, o objetivo da presente dissertação foi realizar uma revisão anatômica dos gêneros Oshunia e Placidichthys, a fim de ampliar o conhecimento anatômico e taxonômico acerca dos mesmos, além realizar uma análise filogenética da Ordem Ionoscopiformes, baseada em matrizes de caracteres existentes na literatura, para se obter um melhor posicionamento dessas espécies brasileiras. Em função da facilidade de acesso a material mexicano, também foram incluídos nesta revisão os gêneros Teoichthys e Tuetzalichthys provenientes do Cretáceo da Formação Tlayúa, estes também peixes fósseis holósteos pertencentes à Ordem Ionoscopiformes. Do ponto de vista taxonômico, não foi possível confirmar a existência de novas espécies para o gênero Oshunia, entretanto ficou clara a presença de uma nova espécie pertencente ao gênero mexicano Teoichthys. A presente revisão proporcionou uma série de novas informações sobre a anatomia destas espécies de Ionoscopiformes, tais como a descrição dos ossos circumorbitais e do teto craniano e uma reinterpretação acerca da nadadeira dorsal de Placidichthys bidorsalis, ou ainda sobre a forma do rostral de Teoichthys kallistos. Da mesma maneira, esta revisão também ofereceu novos dados para a construção de uma nova hipótese filogenética para Ionoscopiformes, a qual se mostrou consideravelmente distinta das hipóteses filogenéticas anteriores (cf., relações internas de Ionoscopidae e o posicionamento do gênero Teoichthys). O baixo suporte para grande parte dos clados torna evidente a fragilidade das hipóteses de relacionamento interno do clado Ionoscopiformes, bem como a necessidade de uma revisão mais aprofundada das outras espécies deste grupo e dos caracteres a serem utilizados em futuras análises filogenéticas.

A generalized Hausdorff dimension for functions and sets

Let E be a compact subset of the n-dimensional unit cube, 1_n, and let C be a collection of convex bodies, all of positive n-dimensional Lebesgue measure, such that C contains bodies with arbitrarily small measure. The dimension of E with respect to the covering class C is defined to be the number

d_C(E) = sup(β:H_{β, C}(E) > 0),

where H_{β, C} is the outer measure

inf(Ʃm(C_i)^β:UC_i Ↄ E, C_i ϵ C) .

Only the one and two-dimensional cases are studied. Moreover, the covering classes considered are those consisting of intervals and rectangles, parallel to the coordinate axes, and those closed under translations. A covering class is identified with a set of points in the left-open portion, 1’_n, of 1_n, whose closure intersects 1_n - 1’_n. For n = 2, the outer measure H_{β, C} is adopted in place of the usual:

Inf(Ʃ(diam. (C_i))^β: UC_i Ↄ E, C_i ϵ C),

for the purpose of studying the influence of the shape of the covering sets on the dimension d_C(E).

If E is a closed set in 1₁, let M(E) be the class of all non-decreasing functions μ(x), supported on E with μ(x) = 0, x ≤ 0 and μ(x) = 1, x ≥ 1. Define for each μ ϵ M(E),

d_C(μ) = lim/c → inf/0 log ∆μ(c)/log c , (c ϵ C)

where ∆μ(c) = v/x (μ(x+c) – μ(x)). It is shown that

d_C(E) = sup (d_C(μ):μ ϵ M(E)).

This notion of dimension is extended to a certain class Ӻ of sub-additive functions, and the problem of studying the behavior of d_C(E) as a function of the covering class C is reduced to the study of d_C(f) where f ϵ Ӻ. Specifically, the set of points in 1₁,

(*) {d_B(F), d_C(f)): f ϵ Ӻ}

is characterized by a comparison of the relative positions of the points of B and C. A region of the form (*) is always closed and doubly-starred with respect to the points (0, 0) and (1, 1). Conversely, given any closed region in 1₂, doubly-starred with respect to (0, 0) and (1, 1), there are covering classes B and C such that (*) is exactly that region. All of the results are shown to apply to the dimension of closed sets E. Similar results can be obtained when a finite number of covering classes are considered.

In two dimensions, the notion of dimension is extended to the class M, of functions f(x, y), non-decreasing in x and y, supported on 1₂ with f(x, y) = 0 for x · y = 0 and f(1, 1) = 1, by the formula

d_C(f) = lim/s · t → inf/0 log ∆f(s, t)/log s · t , (s, t) ϵ C

where

∆f(s, t) = V/x, y (f(x+s, y+t) – f(x+s, y) – f(x, y+t) + f(x, t)).

A characterization of the equivalence d_C1(f) = d_C2(f) for all f ϵ M, is given by comparison of the gaps in the sets of products s · t and quotients s/t, (s, t) ϵ C_i (I = 1, 2).

Connectivity and Function of the Primate Insula

The insula is a mammalian cortical structure that has been implicated in a wide range of low- and high-level functions governing one’s sensory, emotional, and cognitive experiences. One particular role of this region is considered to be processing of olfactory stimuli. The ability to detect and evaluate odors has significant effects on an organism’s eating behavior and survival and, in case of humans, on complex decision making. Despite such importance of this function, the mechanism in which olfactory information is processed in the insula has not been thoroughly studied. Moreover, due to the structure’s close spatial relationship with the neighboring claustrum, it is not entirely clear whether the connectivity and olfactory functions attributed to the insula are truly those of the insula, rather than of the claustrum. My graduate work, consisting of two studies, seeks to help fill these gaps. In the first, the structural connectivity patterns of the insula and the claustrum in a non-human primate brain is assayed using an ultra-high-quality diffusion magnetic resonance image, and the results suggest dissociation of connectivity — and hence function — between the two structures. In the second study, a functional neuroimaging experiment investigates the insular activity during odor evaluation tasks in humans, and uncovers a potential spatial organization within the anterior portion of the insula for processing different aspects of odor characteristics.

Bragg diffraction of multilayer volume holographic gratings under ultrashort laser pulse readout

The multilayer coupled wave theory is extended to systematically investigate the diffraction properties of multilayer volume holographic gratings (MVHGs) under ultrashort laser pulse readout. Solutions for the diffracted and transmitted intensities, diffraction efficiency, and the grating bandwidth are obtained in transmission MVHGs. It is shown that the diffraction characteristics depend not only on the input pulse duration but also on the number and thickness of grating layers and the gaps between holographic layers. This analysis can be implemented as a useful tool to aid with the design of multilayer volume grating-based devices employed in optical communications, pulse shaping, and processing. (C) 2008 Optical Society of America