932 resultados para amorphous thin film


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Melanina é um polímero constituído por uma grande heterogeneidade de monômeros tendo como característica comum a presença de grupos indóis. Por outro lado, a eumelanina produzida pela oxidação enzimática da tirosina é um polímero mais simples constituído principalmente de monômeros 5,6-dihidroxindol (DHI) e de indol-5,6-quinona (IQ). Tirosinase é a enzima chave na produção de melanina, sendo que a sua atividade cinética é medida em função da formação do intermediário dopacroma. Nanopartículas (NPs) de sílica são partículas nanométricas compostas de oxido de silício e são obtidas pelo processo sol-gel desenvolvido por Stöber de hidrólise e condensação de tetraetilortosilicato (TEOS), usando etanol como solvente em meio alcalino. As NPs foram funcionalizadas com 3-Aminopropiltrietoxissilano (ATPES) e depois com glutaraldeído. Este último permitiu a imobilização da tirosinase na superfície da sílica. Caracterizamos as NPs antes e após a reação da enzima, a atividade catalítica da enzima ligada à NP e o mecanismos de formação de melanina na superfície da sílica. As NPs foram caracterizadas por espectrofotometria de absorção e de reflectância, termogravimetria e microscopia eletrônica. A síntese da NP de sílica retornou partículas esféricas com 55nm de diâmetro e a funcionalização da partícula mostrou modificar eficientemente a sua superfície. A imobilização da tirosinase por ligação covalente foi de 99,5% contra 0,5% da adsorção física. A atividade da tirosinase foi caracterizada pela formação de dopacroma. O Km da enzima imobilizada não sofreu alteração em comparação com a tirosinase livre, mas a eficiência catalítica - que considera a eficiência recuperada - foi de apenas 1/3 para a enzima ligada covalentemente, significando que 2/3 das enzimas ligadas não estão ativas. Obtivemos NPs revestidas com melanina a partir de oxidação de tirosina solubilizada em duas preparações: NP com tirosinase ligada covalentemente na superfície e NP funcionalizada com glutaraldeido dispersa em solução de DHI e IQ. O revestimento de melanina foi na forma de um filme fino com espessura ~1,9nm, conferindo perfil de absorção luminosa equivalente ao da própria melanina. Mostramos que o mecanismo de polimerização passa pela oxidação da tirosina pela tirosinase, que gera intermediários oxidados (principalmente DHI e IQ) que vão para solução (mesmo quando a tirosinase está ligada covalentemente na sílica). Estes intermediários ligam-se ao glutaraldeido e a superfície da sílica passa a funcionar como ambiente de polimerização da melanina.

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O presente trabalho tem como objetivo estudar a produção e caracterização de filmes finos do tipo GeO2-Bi2O3 (BGO) produzidos por sputtering-RF com e sem nanopartículas (NPs) semicondutoras, dopados e codopados com íons de Er3+ ou Er3+/Yb3+ para a produção de amplificadores ópticos. A produção de guias de onda do tipo pedestal baseados nos filmes BGO foi realizada a partir de litografia óptica seguida por processo de corrosão por plasma e deposição física a vapor. A incorporação dos íons de terras-raras (TRs) foi verificada a partir dos espectros de emissão. Análises de espectroscopia e microscopia foram indispensáveis para otimizar os parâmetros dos processos para a construção dos guias de onda. Foi observado aumento significativo da luminescência do Er3+ (região do visível e do infravermelho), em filmes finos codopados com Er3+/Yb3+ na presença de nanopartículas de Si. As perdas por propagação mínimas observadas foram de ~1,75 dB/cm para os guias pedestal em 1068 nm. Para os guias dopados com Er3+ foi observado aumento significativo do ganho na presença de NPs de silício (1,8 dB/cm). O ganho óptico nos guias de onda amplificadores codopados com Er3+/Yb3+ e dopados com Er3+ com e sem NPs de silício também foi medido. Ganho de ~8dB/cm em 1542 nm, sob excitação em 980 nm, foi observado para os guias pedestal codopados com Er3+/Yb3+ (Er = 4,64.1019 átomos/cm3, Yb = 3,60.1020 átomos/cm3) com largura de 80 µm; para os guias codopados com concentração superior de Er3+/Yb3+ (Er = 1,34.1021 átomos/cm3, Yb = 3,90.1021 átomos/cm3) e com NPs de Si, foi observado aumento do ganho óptico de 50% para guia com largura de 100 µm. Os resultados apresentados demonstram que guias de onda baseados em germanatos, com ou sem NPs semicondutoras, são promissores para aplicações em dispositivos fotônicos.

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Friction in hydrodynamic bearings are a major source of losses in car engines ([69]). The extreme loading conditions in those bearings lead to contact between the matching surfaces. In such conditions not only the overall geometry of the bearing is relevant, but also the small-scale topography of the surface determines the bearing performance. The possibility of shaping the surface of lubricated bearings down to the micrometer ([57]) opened the question of whether friction can be reduced by mean of micro-textures, with mixed results. This work focuses in the development of efficient numerical methods to solve thin film (lubrication) problems down to the roughness scale of measured surfaces. Due to the high velocities and the convergent-divergent geometries of hydrodynamic bearings, cavitation takes place. To treat cavitation in the lubrication problem the Elrod- Adams model is used, a mass-conserving model which has proven in careful numerical ([12]) and experimental ([119]) tests to be essential to obtain physically meaningful results. Another relevant aspect of the modeling is that the bearing inertial effects are considered, which is necessary to correctly simulate moving textures. As an application, the effects of micro-texturing the moving surface of the bearing were studied. Realistic values are assumed for the physical parameters defining the problems. Extensive fundamental studies were carried out in the hydrodynamic lubrication regime. Mesh-converged simulations considering the topography of real measured surfaces were also run, and the validity of the lubrication approximation was assessed for such rough surfaces.

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Ultrathin and transparent nanostructured Ni(OH)2 films were deposited on conducting glass (F:SnO2) by a urea-based chemical bath deposition method. By controlling the deposition time, the amount of deposited Ni(OH)2 was varied over 7 orders of magnitude. The turnover number for O2 generation, defined as the number of O2 molecules generated per catalytic site (Ni atom) and per second, increases drastically as the electrocatalyst amount decreases. The electrocatalytic activity of the studied samples (measured as the current density at a certain potential) increases with the amount of deposited Ni(OH)2 until a saturation value is already obtained for a thin film of around 1 nm in thickness, composed of Ni(OH)2 nanoplatelets lying flat on the conductive support. The deposition of additional amounts of catalyst generates a porous honeycomb structure that does not improve (only maintains) the electrocatalytic activity. The optimized ultrathin electrodes show a remarkable stability, which indicates that the preparation of highly transparent electrodes, efficient for oxygen evolution, with a minimum amount of nickel is possible.

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A synthetic procedure to prepare novel materials (surface-mediated fillings) based on robust hierarchical monoliths is reported. The methodology includes the deposition of a (micro- or mesoporous) silica thin film on the support followed by growth of a porous monolithic SiO2 structure. It has been demonstrated that this synthesis is viable for supports of different chemical nature with different inner diameters without shrinkage of the silica filling. The formation mechanism of the surface-mediated fillings is based on a solution/precipitation process and the anchoring of the silica filling to the deposited thin film. The interaction between the two SiO2 structures (monolith and thin film) depends on the porosity of the thin film and yields composite materials with different mechanical stability. By this procedure, capillary microreactors have been prepared and have been proved to be highly active and selective in the total and preferential oxidation of carbon monoxide (TOxCO and PrOxCO).

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Functionalized carbon nanotubes (CNTs) using three aminobenzene acids with different functional groups (carboxylic, sulphonic, phosphonic) in para position have been synthesized through potentiodynamic treatment in acid media under oxidative conditions. A noticeable increase in the capacitance for the functionalized carbon nanotubes mainly due to redox processes points out the formation of an electroactive polymer thin film on the CNTs surface along with covalently bonded functionalities. The CNTs functionalized using aminobenzoic acid rendered the highest capacitance values and surface nitrogen content, while the presence of sulfur and/or phosphorus groups in the aminobenzene structure yielded a lower functionalization degree. The oxygen reduction reaction (ORR) activity of the functionalized samples was similar to that of the parent CNTs, independently of the functional group present in the aminobenzene acid. Interestingly, a heat treatment in N2 atmosphere with a very low O2 concentration (3125 ppm) at 800 °C of the CNTs functionalized with aminobenzoic acid produced a material with high amounts of surface oxygen and nitrogen groups (12 and 4% at., respectively), that seem to modulate the electron-donor properties of the resulting material. The onset potential and limiting current for ORR was enhanced for this material. These are promising results that validates the use of electrochemistry for the synthesis of novel N-doped electrocatalysts for ORR in combination with adequate heat treatments.

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Trabalho de projecto de mestrado, Engenharia da Energia e Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016

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Atualmente assiste-se a um grave problema de salubridade visual das cidades, designadamente no espaço edificado/ construído. A sujidade é uma ameaça que, junto com os graffitis, tem contribuído para a degradação precoce dos espaços urbanos. A fim de se enfrentar este problema, que tem vindo a proliferar nas cidades, um pouco por todo o mundo, a presente dissertação de mestrado ambiciona contribuir para a sistematização da informação existente sobre a produção e caracterização de argamassas de auto-limpeza. As argamassas de auto-limpeza são produzidas por uma de duas formas: com a adição de nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) na sua matriz ou com a aplicação de um filme fino à base de TiO2 na sua superfície. Esta segunda é apontada como a técnica mais eficaz e económica. Salienta-se o facto do TiO2 ser um dos nanomateriais mais utilizados na construção pelas suas propriedades fotocatalíticas que o capacitam como um dos mais exímios fotocatalisadores, aquando da fotocatálise heterogénea. É graças ao processo de fotodegradação química da fotocatálise, que na presença de luz solar e da ação da água, que o TiO2 é ativado, desencadeando reações químicas que aumentam a eficácia e eficiência fotocatalítica. Analisou-se um conjunto de trabalhos de investigação recentes que comprovam que o uso das argamassas de auto-limpeza é adequado e benéfico em intervenções em edifícios novos como em obras de conservação e reabilitação de edifícios antigos. Além de reduzirem os investimentos em obras de limpeza, manutenção/conservação e reabilitação, prolongam a conservação das fachadas e melhoram os níveis da qualidade do ar. Apesar do crescente número de patentes pedidas e concedidas nesta área, as normas aplicáveis ainda não se encontram uniformizadas. Nesse sentido, a experiência do Japão deve ser tida como exemplo para que os restantes países desenvolvam de forma consensual as suas próprias normas e patentes, permitindo, futuramente, conferir maior credibilidade, segurança no uso dos nanomateriais e uma maior permeabilidade no setor da construção. Elencam-se alguns nano-produtos à base de nano TiO2 comercializados que têm vindo a ser aplicados sobretudo na China, Japão e na Alemanha.

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This report covers SERI research activities on solid-state theory, high-efficiency cells, thin-film cells, silicon purification, silicon crystallization, thick-film technology, surface and interface analysis, and growth of GaAs and related compounds by metal-organic chemical vapor desposition.

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The purpose of this research program is to investigate the photoelectronic properties of zinc phosphide (Zn₃P₂ in single crystal form, in thin-film form, and in heterojunctions in which Zn₃P₂ forms one of the elements. This research will be directed toward understanding the role of crystalline defects and impurities in Zn₃P₂, the nature of the electronic charge transport in single crystal and thin-film material, and the properties of photovoltaic heterojunctions involving Zn₃P₂. The scope of the program extends from basic investigations of materials properties on single crystals to the preparation and characterization of all-thin-film heterojunction divices. One of the principal motivations behind this research program is the realization that Zn₃P₂ is a relatively uninvestigated yet ideal component for photovoltaic heterojunction use in solar energy conversion. The proposed program will concentrate on the basic materials problems involved with Zn₃P₂, providing the kind of information needed for other more developmental programs directed toward actual practical cells.

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A complex response of the trunk muscles occurs to restore equilibrium in response to movement of the support surface. Intra-abdominal pressure (IAP) is considered to contribute to control of the trunk. This study investigated the contribution of IAP to the postural response to multidirection support-surface translation. IAP was recorded with a thin-film pressure transducer inserted via the nose into the stomach and trunk motion was recorded with an optoelectronic system with markers over the spinous process of L1. A pattern of trunk movement was recorded in response to the support-surface translations that was consistent with a 'hip' strategy of postural control. The trunk moved in a manner appropriate to move the centre of gravity over the new base of support. IAP was increased with movement in each direction, but varied in timing and amplitude between translation directions. In general, the IAP was greater with translations in the sagittal plane compared to the frontal plane and was initiated earlier for translations in the backward direction. These data indicate that IAP contributes to the postural response associated with support-surface translation and suggest that this is consistent with stiffening the spine. (C) 2003 Elsevier B.V. All rights reserved.

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Mixed ammonia-water vapor postsynthesis treatment provides a simple and convenient method for stabilizing mesostructured silica films. X-ray diffraction, transmission electron microscopy, nitrogen adsorption/desorption, and solid-state NMR (C-13, Si-29) were applied to study the effects of mixed ammonia-water vapor at 90 degreesC on the mesostructure of the films. An increased cross-linking of the silica network was observed. Subsequent calcination of the silica films was seen to cause a bimodal pore-size distribution, with an accompanying increase in the volume and surface area ratios of the primary (d = 3 nm) to secondary (d = 5-30 nm) pores. Additionally, mixed ammonia-water treatment was observed to cause a narrowing of the primary pore-size distribution. These findings have implications for thin film based applications and devices, such as sensors, membranes, or surfaces for heterogeneous catalysis.

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Steady-state and time-resolved photoluminescence spectroscopy are used to examine the photoluminescent properties of nanocrystal-polymer composites consisting of colloidal PbS nanocrystals blended with poly(2-methoxy-5(2-ethylhexyloxy)-p-phenylene vinylene). Quenching of the emission from the conjugated polymer due to the PbS nanocrystals is observed along with band edge emission from the ligand capped PbS nanocrystals. A decrease in the photoluminescence lifetime of MEH-PPV is also observed in the thin film nanocrystal-polymer composite materials. Photoluminescence excitation spectroscopy of the PbS nanocrystal emission from the composite shows features attributed to MEH-PPV providing evidence of a Forster transfer process.

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In this paper we examine the effect of contact angle (or surface wettability) on the convective heat transfer coefficient in microchannels. Slip flow, where the fluid velocity at the wall is non-zero, is most likely to occur in microchannels due to its dependence on shear rate or wall shear stress. We show analytically that for a constant pressure drop, the presence of slip increases the Nusselt number. In a microchannel heat exchanger we modified the surface wettability from a contact angle of 20 degrees-120 degrees using thin film coating technology. Apparent slip flow is implied from pressure and flow rate measurements with a departure from classical laminar friction coefficients above a critical shear rate of approximately 10,000 s(-1). The magnitude of this departure is dependant on the contact angle with higher contact angles surfaces exhibiting larger pressure drop decreases. Similarly, the non-dimensional heat flux is found to decrease relative to laminar non-slip theory, and this decrease is also a function of the contact angle. Depending on the contact angle and the wall shear rate, variations in the heat transfer rate exceeding 10% can be expected. Thus the contact angle is an important consideration in the design of micro, and even more so, nano heat exchangers. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

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Ion implantation of normally insulating polymers offers an alternative to depositing conjugated organics onto plastic films to make electronic circuits. We used a 50 keV nitrogen ion beam to mix a thin 10 nm Sn/Sb alloy film into the subsurface of polyetheretherketone and report the low temperature properties of this material. We observed metallic behavior, and the onset of superconductivity below 3 K. There are strong indications that the superconductivity does not result from a residual thin film of alloy, but instead from a network of alloy grains coupled via a weakly conducting, ion-beam carbonized polymer matrix. (c) 2006 American Institute of Physics.