Determinação da origem biossintética de ácido acético através da técnica "Site Specific Natural Isotopic Fractionation Studied by Nuclear Magnetic Resonance (SNIF-NMR)"

The main purpose of this work is to describe the use of the technique Site-Specific Natural Isotopic Fractionation of hydrogen (SNIF-NMR), using ²H and ¹H NMR spectroscopy, to investigate the biosynthetic origin of acetic acid in commercial samples of Brazilian vinegar. This method is based on the deuterium to hydrogen ratio at a specific position (methyl group) of acetic acid obtained by fermentation, through different biosynthetic mechanisms, which result in different isotopic ratios. We measured the isotopic ratio of vinegars obtained through C3, C4, and CAM biosynthetic mechanisms, blends of C3 and C4 (agrins) and synthetic acetic acid.

Observation of phonon-induced magnetic deflagration in manganites

Very fast magnetic avalanches in (La, Pr)-based manganites are the signature of a phase transition from an insulating blocked charge-ordered antiferromagnetic state to a charge-delocalized ferromagnetic (CD-FM) state. We report here the experimental observation that this transition does not occur either simultaneously or randomly in the whole sample but there is instead a spatial propagation with a velocity of the order of tens of m/s. Our results show that avalanches originate from the inside of the sample, move to the outside, and occur at values of the applied magnetic field that depend on the CD-FM fraction in the sample. Moreover, upon application of surface acoustic waves at constant magnetic fields, we are able to trigger avalanches at very well-determined values of the temperature and magnetic field. Due to the interaction with the acoustic waves, the number of isolated ferromagnetic clusters in La0.225Pr0.40Ca0.375MnO3 starts to grow across the entire sample in the same way as if it were a magnetic deflagration.

Quantum magnetic deflagration in Mn12 acetate

We report controlled ignition of magnetization reversal avalanches by surface acoustic waves in a single crystal of Mn12 acetate. Our data show that the speed of the avalanche exhibits maxima on the magnetic field at the tunneling resonances of Mn12. Combined with the evidence of magnetic deflagration in Mn12 acetate [Y. Suzuki et al., Phys. Rev. Lett. 95, 147201 (2005)], this suggests a novel physical phenomenon: deflagration assisted by quantum tunneling.

Excitation modes of vortices in submicron magnetic disks

Classical and quantum theory of spin waves in the vortex state of a mesoscopic submicron magnetic disk have been developed with account of the finite mass density of the vortex. Oscillations of the vortex core resemble oscillations of a charged string in a potential well in the presence of the magnetic field. A conventional gyrotropic frequency appears as a gap in the spectrum of spin waves of the vortex. The mass of the vortex has been computed, and the result agrees with experimental findings. The finite vortex mass generates a high-frequency branch of spin waves. The effects of an external magnetic field and dissipation have been addressed.

Electrical and magnetic properties of new compounds of the conductor anion [Ni(dmit)2]- and nitronyl nitroxide magnetic radicals

Three compounds have been synthesized with formulae [3-MeRad][Ni(dmit)2] (1), [4-MeRad][Ni(dmit)2] (2) and [4-PrRad][Ni(dmit)2] (3) where [Ni(dmit)2]- is an anionic pi-radical (dmit = 1,3-dithiol-2-thione-4,5-dithiolate) and [3-MeRad]+ is 3-N-methylpyridinium alpha-nitronyl nitroxide, [4-MeRad]+ is 4-N-methylpyridinium alpha-nitronyl nitroxide and [4-PrRad]+ is 4-N-propylpyridinium alpha-nitronyl nitroxide. The temperature-dependent magnetic susceptibility of 1 revealed that an antiferromagnetic interaction operates between the 3-MeRad+ radical cations with exchange coupling constants of J1 = - 1.72 cm-1 and antiferromagnetism assigned to the spin ladder chains of the Ni(dmit)2 radical anions. Compound 1 exhibits semiconducting behavior and 3 presents capacitor behavior in the temperature range studied (4 - 300 K).

Detailed crystallization study of co-precipitated Y1.47Gd1.53Fe5O12 and relevant magnetic properties

The crystallization process of co-precipitated Y1.5Gd1.5Fe5O12 powder heated up to 1000 ºC at rate of 5 °C min-1 was investigated. Above 810 ºC crystalline Y1.47Gd1.53Fe5O12 was obtained with a lattice parameter of 12.41 Å and a theoretical density of 5.84 g cm-3. Dry pressed rings were sintered at 1270 and 1320 ºC, increasing the grain-size from 3.1 to 6.5 µm, the theoretical density by 87.6 to 95.3% and decreasing Hc from 2.9725 to 1.4005 Oe. Additionally, Hc increased when the frequency of the hysteresis graph varied from 60 Hz to 10 kHz, the curie temperature was 282.4 ºC and Ms equalled 9.25 emu g-1 (0.17 kG) agreeing well with the Bs-value of the hysteresis graph and literature values.

Environmental policy instruments concerning industrial end-use energy efficiency

Energy efficiency and saving energy are the main question marks when thinking of reducing carbon dioxide emissions or cutting costs. The objective of thesis is to evaluate policy instruments concerning end-use energy efficiency of heavy industry in European Union. These policy instruments may be divided in various ways, but in this thesis the division is to administrative, financial, informative and voluntary instruments. Administrative instruments introduced in this thesis are Directive on Integrated Pollution Prevention and Control, Directive on Energy End-use Efficiency and Energy Services, and Climate and Energy Package. Financial means include energy and emission taxation, EU Emission Trading Scheme and diverse support systems. Informative instruments consist of horizontal BAT Reference Document for Energy Efficiency, as well as substantial EU documents including Green Paper on Energy Efficiency, Action Plan for Energy Efficiency and An Energy Policy for Europe. And finally, voluntary instruments include environmental managements systems like ISO 14001 and EMAS, energy auditing and benchmarking. The efficiency of different policy instruments vary quite a lot. Informative instruments lack the commitment from industry and are thus almost ineffective, contrary to EU Emission Trading Scheme, which is said to be the solution to climate problems. The efficiency of administrative means can be placed between those mentioned and voluntary instruments are still quite fresh to be examined fruitfully. However, each instrument has their potential and challenges. Cases from corporate world strengthen the results from theoretical part. Cases were written mainly on the basis of interviews. The interviewees praised the energy efficiency contract of Finnish industry, but the EU ETS takes the leading role of policy instruments. However, for industry the reductions do not come easily.

Magnetic Perovskites Sr2FeMoO6 and La(1-x)Ca(x)MnO3: Synthesis, Fabrication and Characterization of Nanosized Powders and Thin Films

Due to font problem on the tilte field the titlte of the thesis is corrected here. The title of the thesis is: Magnetic Perovskites Sr₂FeMoO₆ and La_(1-x)Ca_(x)MnO₃: Synthesis, Fabrication and Characterization of Nanosized Powders and Thin Films

Magnetic and transport properties of II-V diluted magnetic semiconductors doped with manganese and nickel

This thesis is devoted to investigations of three typical representatives of the II-V diluted magnetic semiconductors, Zn1-xMnxAs2, (Zn1-xMnx)3As2 and p-CdSb:Ni. When this work started the family of the II-V semiconductors was presented by only the compounds belonging to the subgroup II3-V2, as (Zn1-xMnx)3As2, whereas the rest of the materials mentioned above were not investigated at all. Pronounced low-field magnetic irreversibility, accompanied with a ferromagnetic transition, are observed in Zn1-xMnxAs2 and (Zn1-xMnx)3As2 near 300 K. These features give evidence for presence of MnAs nanosize magnetic clusters, responsible for frustrated ground magnetic state. In addition, (Zn1-xMnx)3As2 demonstrates large paramagnetic response due to considerable amount of single Mn ions and small antiferromagnetic clusters. Similar paramagnetic system existing in Zn1-xMnxAs2 is much weaker. Distinct low-field magnetic irreversibility, accompanied with a rapid saturation of the magnetization with increasing magnetic field, is observed near the room temperature in p- CdSb:Ni, as well. Such behavior is connected to the frustrated magnetic state, determined by Ni-rich magnetic Ni1-xSbx nanoclusters. Their large non-sphericity and preferable orientations are responsible for strong anisotropy of the coercivity and saturation magnetization of p- CdSb:Ni. Parameters of the Ni1-xSbx nanoclusters are estimated. Low-temperature resistivity of p-CdSb:Ni is governed by a hopping mechanism of charge transfer. The variable-range hopping conductivity, observed in zero magnetic field, demonstrates a tendency of transformation into the nearest-neighbor hopping conductivity in non-zero magnetic filed. The Hall effect in p-CdSb:Ni exhibits presence of a positive normal and a negative anomalous contributions to the Hall resistivity. The normal Hall coefficient is governed mainly by holes activated into the valence band, whereas the anomalous Hall effect, attributable to the Ni1-xSbx nanoclusters with ferromagnetically ordered internal spins, exhibits a low-temperature power-law resistivity scaling.

Maritime Safety in the Gulf of Finland. Review on Policy Instruments

Suomenlahden lisääntynyt meriliikenne on herättänyt huolta meriliikenteen turvallisuuden tasosta, ja erityisesti Venäjän öljyviennin kasvu on lisännyt öljyonnettomuuden todennäköisyyttä Suomenlahdella. Erilaiset kansainväliset, alueelliset ja kansalliset ohjauskeinot pyrkivät vähentämään merionnettomuuden riskiä ja meriliikenteen muita haittavaikutuksia. Tämä raportti käsittelee meriturvallisuuden yhteiskunnallisia ohjauskeinoja: ohjauskeinoja yleisellä tasolla, meriturvallisuuden keskeisimpiä säätelijöitä, meriturvallisuuden ohjauskeinoja ja meriturvallisuuspolitiikan tulevaisuuden näkymiä, ohjauskeinojen tehokkuutta ja nykyisen meriturvallisuuden ohjausjärjestelmän heikkouksia. Raportti on kirjallisuuskatsaus meriturvallisuuden yhteiskunnalliseen sääntelyn rakenteeseen ja tilaan erityisesti Suomenlahden meriliikenteen näkökulmasta. Raportti on osa tutkimusprojektia ”SAFGOF - Suomenlahden meriliikenteen kasvunäkymät 2007 - 2015 ja kasvun vaikutukset ympäristölle ja kuljetusketjujen toimintaan” ja sen työpakettia 6 ”Keskeisimmät riskit ja yhteiskunnalliset vaikutuskeinot”. Yhteiskunnalliset ohjauskeinot voidaan ryhmitellä hallinnollisiin, taloudellisiin ja tietoohjaukseen perustuviin ohjauskeinoihin. Meriturvallisuuden edistämisessä käytetään kaikkia näitä, mutta hallinnolliset ohjauskeinot ovat tärkeimmässä asemassa. Merenkulun kansainvälisen luonteen vuoksi meriturvallisuuden sääntely tapahtuu pääosin kansainvälisellä tasolla YK:n ja erityisesti Kansainvälisen merenkulkujärjestön (IMO) toimesta. Lisäksi myös Euroopan Unionilla on omaa meriturvallisuuteen liittyvää sääntelyä ja on myös olemassa muita alueellisia meriturvallisuuden edistämiseen liittyviä elimiä kuten HELCOM. Joitakin meriturvallisuuden osa-alueita säädellään myös kansallisella tasolla. Hallinnolliset meriturvallisuuden ohjauskeinot sisältävät aluksen rakenteisiin ja varustukseen, alusten kunnon valvontaan, merimiehiin ja merityön tekemiseen sekä navigointiin liittyviä ohjauskeinoja. Taloudellisiin ohjauskeinoihin kuuluvat esimerkiksi väylä- ja satamamaksut, merivakuutukset, P&I klubit, vastuullisuus- ja korvauskysymykset sekä taloudelliset kannustimet. Taloudellisten ohjauskeinojen käyttö meriturvallisuuden edistämiseen on melko vähäistä verrattuna hallinnollisten ohjauskeinojen käyttöön, mutta niitä voitaisiin varmasti käyttää enemmänkin. Ongelmana taloudellisten ohjauskeinojen käytössä on se, että ne kuuluvat pitkälti kansallisen sääntelyn piiriin, joten alueellisten tai kansainvälisten intressien edistäminen taloudellisilla ohjauskeinoilla voi olla hankalaa. Tieto-ohjaus perustuu toimijoiden vapaaehtoisuuteen ja yleisen tiedotuksen lisäksi tieto-ohjaukseen sisältyy esimerkiksi vapaaehtoinen koulutus, sertifiointi tai meriturvallisuuden edistämiseen tähtäävät palkinnot. Poliittisella tasolla meriliikenteen aiheuttamat turvallisuusriskit Suomenlahdella on otettu vakavasti ja paljon työtä tehdään eri tahoilla riskien minimoimiseksi. Uutta sääntelyä on odotettavissa etenkin liittyen meriliikenteen ympäristövaikutuksiin ja meriliikenteen ohjaukseen kuten meriliikenteen sähköisiin seurantajärjestelmiin. Myös inhimilliseen tekijän merkitykseen meriturvallisuuden kehittämisessä on kiinnitetty lisääntyvissä määrin huomiota, mutta inhimilliseen tekijän osalta tehokkaiden ohjauskeinojen kehittäminen näyttää olevan haasteellista. Yleisimmin lääkkeeksi esitetään koulutuksen kehittämistä. Kirjallisuudessa esitettyjen kriteereiden mukaan tehokkaiden ohjauskeinojen tulisi täyttää seuraavat vaatimukset: 1) tarkoituksenmukaisuus – ohjauskeinojen täytyy olla sopivia asetetun tavoitteen saavuttamiseen, 2) taloudellinen tehokkuus – ohjauskeinon hyödyt vs. kustannukset tulisi olla tasapainossa, 3) hyväksyttävyys – ohjauskeinon täytyy olla hyväksyttävä asianosaisten ja myös laajemman yhteiskunnan näkökulmasta katsottuna, 4) toimeenpano – ohjauskeinon toimeenpanon pitää olla mahdollista ja sen noudattamista täytyy pystyä valvomaan, 5) lateraaliset vaikutukset – hyvällä ohjauskeinolla on positiivisia seurannaisvaikutuksia muutoinkin kuin vain ohjauskeinon ensisijaisten tavoitteiden saavuttaminen, 6) kannustin ja uuden luominen – hyvä ohjauskeino kannustaa kokeilemaan uusia ratkaisuja ja kehittämään toimintaa. Meriturvallisuutta koskevaa sääntelyä on paljon ja yleisesti ottaen merionnettomuuksien lukumäärä on ollut laskeva viime vuosikymmenien aikana. Suuri osa sääntelystä on ollut tehokasta ja parantanut turvallisuuden tasoa maailman merillä. Silti merionnettomuuksia ja muita vaarallisia tapahtumia sattuu edelleen. Nykyistä sääntelyjärjestelmää voidaan kritisoida monen asian suhteen. Kansainvälisen sääntelyn aikaansaaminen ei ole helppoa: prosessi on yleensä hidas ja tuloksena voi olla kompromissien kompromissi. Kansainvälinen sääntely on yleensä reaktiivista eli ongelmakohtiin puututaan vasta kun jokin onnettomuus tapahtuu sen sijaan että se olisi proaktiivista ja pyrkisi puuttumaan ongelmakohtiin jo ennen kuin jotain tapahtuu. IMO:n työskentely perustuu kansallisvaltioiden osallistumiseen ja sääntelyn toimeenpano tapahtuu lippuvaltioiden toimesta. Kansallisvaltiot ajavat IMO:ssa pääasiallisesti omia intressejään ja sääntelyn toimeenpanossa on suuria eroja lippuvaltioiden välillä. IMO:n kyvyttömyys puuttua havaittuihin ongelmiin nopeasti ja ottaa sääntelyssä huomioon paikallisia olosuhteita on johtanut siihen, että esimerkiksi Euroopan Unioni on alkanut itse säädellä meriturvallisuutta ja että on olemassa sellaisia alueellisia erityisjärjestelyjä kuin PSSA (particularly sensitive sea area – erityisen herkkä merialue). Merenkulkualalla toimii monenlaisia yrityksiä: toisaalta yrityksiä, jotka pyrkivät toimimaan turvallisesti ja kehittämään turvallisuutta vielä korkeammalle tasolle, ja toisaalta yrityksiä, jotka toimivat niin halvalla kuin mahdollista, eivät välitä turvallisuusseikoista, ja joilla usein on monimutkaiset ja epämääräiset omistusolosuhteet ja joita vahingon sattuessa on vaikea saada vastuuseen. Ongelma on, että kansainvälisellä merenkulkualalla kaikkien yritysten on toimittava samoilla markkinoilla. Vastuuttomien yritysten toiminnan mahdollistavat laivaajat ja muut alan toimijat, jotka suostuvat tekemään yhteistyötä niiden kanssa. Välinpitämätön suhtautuminen turvallisuuteen johtuu osaksi myös merenkulun vanhoillisesta turvallisuuskulttuurista. Verrattaessa meriturvallisuuden sääntelyjärjestelmää kokonaisuutena tehokkaiden ohjauskeinoihin kriteereihin, voidaan todeta, että monien kriteerien osalta nykyistä järjestelmää voidaan pitää tehokkaana ja onnistuneena. Suurimmat ongelmat lienevät sääntelyn toimeenpanossa ja ohjauskeinojen kustannustehokkuudessa. Lippuvaltioiden toimeenpanoon perustuva järjestelmä ei toimi toivotulla tavalla, josta mukavuuslippujen olemassa olo on selvin merkki. Ohjauskeinojen, sekä yksittäisten ohjauskeinojen että vertailtaessa eri ohjauskeinoja keskenään, kustannustehokkuutta on usein vaikea arvioida, minkä seurauksena ohjauskeinojen kustannustehokkuudesta ei ole saatavissa luotettavaa tietoa ja tuloksena voi olla, että ohjauskeino on käytännössä pienen riskin eliminoimista korkealla kustannuksella. Kansainvälisen tason meriturvallisuus- (ja merenkulku-) politiikan menettelytavoiksi on ehdotettu myös muita vaihtoehtoja kuin nykyinen järjestelmä, esimerkiksi monitasoista tai polysentristä hallintojärjestelmää. Monitasoisella hallintojärjestelmällä tarkoitetaan järjestelmää, jossa keskushallinto on hajautettu sekä vertikaalisesti alueellisille tasoille että horisontaalisesti ei-valtiollisille toimijoille. Polysentrinen hallintojärjestelmä menee vielä askeleen pidemmälle. Polysentrinen hallintojärjestelmä on hallintotapa, jonka puitteissa kaikentyyppiset toimijat, sekä yksityiset että julkiset, voivat osallistua hallintoon, siis esimerkiksi hallitukset, edunvalvontajärjestöt, kaupalliset yritykset jne. Kansainvälinen lainsäädäntö määrittelee yleiset tasot, mutta konkreettiset toimenpiteet voidaan päättää paikallisella tasolla eri toimijoiden välisessä yhteistyössä. Tämän tyyppisissä hallintojärjestelmissä merenkulkualan todellinen, kansainvälinen mutta toisaalta paikallinen, toimintaympäristö tulisi otetuksi paremmin huomioon kuin järjestelmässä, joka perustuu kansallisvaltioiden keskenään yhteistyössä tekemään sääntelyyn. Tällainen muutos meriturvallisuuden hallinnassa vaatisi kuitenkin suurta periaatteellista suunnanmuutosta, jollaisen toteutumista ei voi pitää kovin todennäköisenä ainakaan lyhyellä tähtäimellä.

Preparation and evaluation of magnetic chitosan particles modified with ethylenediamine and Fe(III) for the removal of Cr(VI) from aqueous solutions

The adsorption of Cr(VI) in aqueous solution by magnetic particles of crosslinked chitosan-ethylenediamine-Fe(III) (MPCh-EDA-FeCL) was studied in a batch system. Fe3+ in the MPCh-EDA-FeCL permitted that adsorption of Cr(VI) occurred with maximum efficiency between pH 3 and 11. The maximum adsorption capacity at pH 7.0 was 81.04 mg g-1 at 25 ºC. The adsorption kinetic process was described by the pseudo-second-order model. Thermodynamic parameters indicated spontaneous, exothermic and chemical adsorption nature. The adsorbent was successively regenerated using a 0.1 mol L-1 NaOH solution. Results were satisfactory for treatment of wastewater from the electroplating industry.

Magnetic sputtering of complex oxides

HTSC materials are relevant in modern microelectronics, because of their transformation from the normal state to the superconducting. That is why the idea of producing HTSC in industrial amounts is actual nowadays. To decrease cost of their production it is important to use magnetron sputtering systems which give the best results for essential parameters. Modeling is the simplest and the fastest way to determine optimum sputtering condition. This thesis concentrates on determination the phases of the whole sputtering process and to find out basic factors of each phase using the modeling. It was find out, that the main factors which influence on the mode of occurrence of the initial stages are the current density of the magnetron discharge and the pressure of sputtering gas. With the modeling also velocity dependences were obtained for YBCO and SmFeAsO. These were compared and difference between them was examined. To support represented model comparison was made with experimental results. This showed that the model gives good results, very similar to the experimental ones. The results of this work were published in annual conference of the finnish physical society.

Magnetic, thermal and spectral characterization of 2,6-dimethoxybenzoates of Co(II), Ni(II) and Cu(II)

The complexes of 2,6-dimethoxybenzoic acid anion with ions of Co(II), Ni(II), and Cu(II) have been synthesized as polycrystalline solids, and characterized by elemental analysis, spectroscopy, magnetic studies, and also by X-ray diffraction and thermogravimetric measurements. The analysed complexes have following colours: pink for Co(II), green for Ni(II), and blue for Cu(II) compounds. The carboxylate group binds as monodentate, and bidentate bridging and chelating ligands. On heating in air to 1173 K the complexes decompose in four, three or two steps. At first, they dehydrate in one or two steps to anhydrous salts, that next decompose to oxides of the respective metals. The solubility of the investigated dimethoxybenzoates in water at 293 K is of the order of 10-2 mol/dm3. Their magnetic moments were determined in the temperature range of 76-303 K. The results reveal the compounds of Co(II) and Ni(II) to be high-spin complexes and that of Cu(II) to form dimer.

Magnetic, thermal and spectral properties of Ni(II) 2,3- , 3,5- and 2,6-dimethoxybenzoates

Complexes of Ni(II) 2,3-, 3,5- and 2,6-dimethoxybenzoates have been synthesized, their physico-chemical properties have been compared and the influence of the position of -OCH3 substituent on their properties investigated. The analysed compounds are crystalline, hydrated salts with green colour. The carboxylate ions show a bidentate chelating or bridging coordination modes. The thermal stabilities of Ni(II) dimethoxybenzoates were investigated in air in the range of 293-1173 K. The complexes decompose in three steps, yelding the NiO as the final product of decomposition. Their solubilities in water at 293 K are in the order of 10-2-10-4 mol×dm-3. The magnetic susceptibilities for the analysed dimethoxybenzoates of Ni(II) were measured over the range of 76-303 K and the magnetic moments were calculated. The results reveal that the complexes are the high-spin ones and the ligands form the weak electrostatic field in the octahedral coordination sphere of the central Ni(II) ion. The various position -OCH3 groups in benzene ring cause the different steric, mesomeric and inductive effects on the electron density in benzene ring.