Electrolytic properties and nanostructural features in the La2O3-CeO2 system

Doped ceria (CeO2) compounds are fluorite-type oxides which show oxide ionic conductivity higher than yttria-stabilized zirconia in oxidizing atmosphere. As a consequence of this, considerable interest has been shown in applications of these materials for low or intermediate temperature operation of solid-oxide fuel cells (SOFCs). In this study, the effective index was suggested to maximize the ionic conductivity in La2O3-CeO2 based oxides. The index considers the fluorite structure, and combines the expected oxygen vacancy level with the ionic radius mismatch between host and dopant cations. Using this approach, the ionic conductivity of this system has been optimized and tested under operating conditions of SOFCs. LaxCe1-xO2-delta (x = 0.125, 0.15, 0.175, and 0.20), (LaxSr1-x)(0.175)Ce0.825O2-delta (x = 0.1, 0.2, and 0.4), and (La1-xSr0.2Bax)(0.175)Ce0.825O2-delta (x 5 0.03, 0.05, and 0.07) were prepared and characterized as the specimens with low, intermediate, and high index, respectively. The ionic conductivity was increased with increasing suggested index. The transmission electron microscopy analysis suggested that partial substitution of alkaline earth elements in place of La into Ce site contributes to a decrease of microdomain size and an improvement of conductivity. (La0.75Sr0.2Ba0.05)(0.175)Ce0.825O1.891 with high index and small microdomains exhibited the highest conductivity, wide ionic domain, and good performance in SOFCs. (C) 2003 The Electrochemical Society.

Candidatus "Scalindua brodae", spec. nov., Candidatus "Scalindua wagneri", spec. nov., two new species of anaerobic ammonium oxidizing bacteria

Anaerobic ammonium oxidation (anammox) is both a promising process in wastewater treatment and a long overlooked microbial physiology that can contribute significantly to biological nitrogen cycling in the world's oceans. Anammox is mediated by a monophyletic group of bacteria that branches deeply in the Planctomycetales. Here we describe a new genus and species of anaerobic ammonium oxidizing planctomycetes, discovered in a wastewater treatment plant (wwtp) treating landfill leachate in Pitsea, UK. The biomass from this wwtp showed high anammox activity (5.0 +/- 0.5 nmol/mg protein/min) and produced hydrazine from hydroxylamine, one of the unique features of anammox bacteria. Eight new planctomycete 16S rRNA gene sequences were present in the 16S rRNA gene clone library generated from the biomass. Four of these were affiliated to known anammox 16S rRNA gene sequences, but branched much closer to the root of the planctomycete line of descent. Fluorescence in situ hybridization (FISH) with oligonucleotide probes specific for these new sequences showed that two species (belonging to the same genus) together made up > 99% of the planctomycete population which constituted 20% of the total microbial community. The identification of these organisms as typical anammox bacteria was confirmed with electron microscopy and lipid analysis. The new species, provisionally named Candidatus Scalindua brodae and Scalindua wagneri considerably extend the biodiversity of the anammox lineage on the 16S rRNA gene level, but otherwise resemble known anammox bacteria. Simultaneously, another new species of the same genus, Candidatus Scalindua sorokinii, was detected in the water column of the Black Sea, making this genus the most widespread of all anammox bacteria described so far.

Rapid colour changes in multilayer reflecting stripes in the paradise whiptail, Pentapodus paradiseus

The Paradise whiptail (Pentapodus paradiseus) has distinct reflective stripes on its head and body. The reflective stripes contain a dense layer of physiologically active iridophores, which act as multilayer reflectors. The wavelengths reflected by these stripes can change from blue to red in 0.25 s. Transmission electron microscopy revealed that the iridophore cells contain plates that are, on average, 51.4 nm thick. This thickness produces a stack, which acts as an ideal quarter-wavelength multilayer reflector (equal optical thickness of plates and spaces) in the blue, but not the red, region of the spectrum. When skin preparations were placed into hyposmotic physiological saline, the peak wavelength of the reflected light shifted towards the longer (red) end of the visible spectrum. Hyperosmotic saline reversed this effect and shifted the peak wavelength towards shorter (blue/UV) wavelengths. Norepinephrine (100 mumol l(-1)) shifted the peak wavelength towards the longer end of the spectrum, while adenosine (100 mumol l(-1)) reversed the effects of norepinephrine. The results from this study show that the wavelength changes are elicited by a change of similar to70 nm in the distance between adjacent plates in the iridophore cells.

Investigation of candidate division TM7, a recently recognized major lineage of the domain bacteria with no known pure-culture representatives

A molecular approach was used to investigate a recently described candidate division of the domain Bacteria, TM7, currently known only from environmental 16S ribosomal DNA sequence data, A number of TM7-specific primers and probes were designed and evaluated. Fluorescence in situ hybridization (FISH) of a laboratory scale bioreactor using two independent TM7-specific probes revealed a conspicuous sheathed-filament morphotype, fortuitously enriched in the reactor. Morphologically, the filament matched the description of the Eikelboom morphotype 0041-0675 widely associated with bulking problems in activated-sludge wastewater treatment systems. Transmission electron microscopy of the bioreactor sludge demonstrated that the sheathed-filament morphotype had a typical gram-positive cell envelope ultrastructure. Therefore, TM7 is only the third bacterial lineage recognized to have gram-positive representatives. TM7-specific FISH analysis of two full-scale wastewater treatment plant sludges, including the one used to seed the laboratory scale reactor, indicated the presence of a number of morphotypes, including sheathed filaments. TM7-specific PCR clone libraries prepared from the two full-scale sludges yielded 23 novel TM7 sequences. Three subdivisions could be defined based on these data and publicly available sequences. Environmental sequence data and TM7-specific FISH analysis indicate that members of the TM7 division are present in a variety of terrestrial, aquatic, and clinical habitats. A highly atypical base substitution (Escherichia coli position 912; C to U) for bacterial 16S rRNAs was present in almost all TM7 sequences, suggesting that TM7 bacteria, like Archaea, may be streptomycin resistant at the ribosome level.

The trans-membrane protein p25 forms highly specialized domains that regulate membrane composition and dynamics

Trans-membrane proteins of the p24 family are abundant, oligomeric proteins predominantly found in cis-Golgi membranes. They are not easily studied in vivo and their functions are controversial. We found that p25 can be targeted to the plasma membrane after inactivation of its canonical KKXX motif (KK to SS, p25SS), and that p25SS causes the co-transport of other p24 proteins beyond the Golgi complex, indicating that wild-type p25 plays a crucial role in retaining p24 proteins in cis-Golgi membranes. We then made use of these observations to study the intrinsic properties of these proteins, when present in a different membrane context. At the cell surface, the p25SS mutant segregates away from both the transferrin receptor and markers of lipid rafts, which are enriched in cholesterol and glycosphingolipids. This suggests that p25SS localizes to, or contributes to form, specialized membrane domains, presumably corresponding to oligomers of p25SS and other p24 proteins. Once at the cell surface, p25SS is endocytosed, together with other p24 proteins, and eventually accumulates in late endosomes, where it remains confined to well-defined membrane regions visible by electron microscopy. We find that this p25SS accumulation causes a concomitant accumulation of cholesterol in late endosomes, and an inhibition of their motility - two processes that are functionally linked. Yet, the p25SS-rich regions themselves seem to-exclude not only Lamp1 but also accumulated cholesterol. One may envision that p25SS accumulation, by excluding cholesterol from oligomers, eventually overloads neighboring late endosomal membranes with cholesterol beyond their capacity (see Discussion). In any case, our data show that p25 and presumably other p24 proteins are endowed with the intrinsic capacity to form highly specialized domains that control membrane composition and dynamics. We propose that p25 and other p24 proteins control the fidelity of membrane transport by maintaining cholesterol-poor membranes in the Golgi complex.

Microscopic structure of opalescent and nonopalescent pecans

The ultrastructure of pecans was investigated using light microscopy, environmental scanning electron microscopy, scanning electron microscopy, and transmission electron microscopy. Specific methodology for the sample preparation of pecans for electron microscopy investigations was developed. Electron microscopy of the ultrastructure of opalescent (discoloration of the interior) and nonopalescent kernels revealed that cellular damage was occurring in opalescent kernels. The damage was due to cell wall and membrane rupture, which accounted for the release of oil throughout the kernel. This rupture is due to the lower level of calcium in the cell membranes of opalescent pecans, as shown by energy dispersive X-ray spectrometry, making them more susceptible to damage.

Polyethylene-layered silicate nanocomposites for rotational moulding

A series of polyethylene-layered silicate nanocomposites has been studied as possible new candidates for rotational moulding. Two organically treated layered silicates were melt-compounded into a maleated linear low-density polyethylene host polymer at loadings of 6 and 9%, by weight. The morphology and properties of the nanocomposites were assessed by using dynamic mechanical thermal analysis, parallel-plate rheometry, wide-angle X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The sintering behaviour of the nanocomposites was qualitatively assessed via hot-stage microscopy, indicating that the choice of nanofiller will play an important role in terms of producing nanocomposite materials with acceptable processability for rotational moulding. (C) 2003 Society of Chemical Industry.

Sensitivity of Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus polyhedra to sodium dodecyl sulfate

Sodium dodecyl sulfate (SDS) is commonly used to extract polyhedra from infected cells and diseased dead larval tissues. It was found, however, that 80% of Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus (HaSNPV) polyhedra produced via cell culture were damaged after 30 min of 0.5% SDS treatment whereas only 20% of in vivo produced polyhedra were damaged by the same treatment. Transmission and scanning electron microscopy revealed that the damaged polyhedra had lost their polyhedron envelopes and virions were dislodged from the polyhedrin matrix, leaving empty spaces that were previously occupied by the occluded virions. Up to 20% in vitro produced polyhedra were resistant to SDS and remained intact, even after a 24 h exposure to SDS. This sensitivity to SDS was observed across a range of cell culture media, including serum supplemented media. Electron microscopy also revealed that the inferior polyhedron envelope of in vitro produced polyhedra is likely due to poor interaction between the polyhedron envelope, polyhedron envelope protein (PEP), and polyhedrin matrix. The PEP gene was cloned and sequenced and mutations in this gene were ruled out as an explanation. In vitro produced polyhedra that were passed through insect larva once were resistant to SDS, indicating that a critical component is lacking in insect cell culture medium used for producing HaSNPV or the cells growing in culture are inefficient in some ways in relation to production of polyhedra. (C) 2002 Elsevier Science (USA). All rights reserved.

Variation of the crystalline structure of coal char during gasification

The variation of the crystallite structure of several coal chars during gasification in air and carbon dioxide was studied by high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) and X-ray diffraction (XRD) techniques. The XRD analysis of the partially gasified coal chars, based on two approaches, Scherrer's equation and Alexander and Sommer's method, shows a contradictory trend of the variation of the crystallite height with carbon conversion, despite giving a similar trend for the crystallite width change. The HRTEM fringe images of the partially gasified coal chars indicate that large and highly ordered crystallites exist at conversion levels as high as 86%. It is also demonstrated that the crystalline structure of chars can be very different although their pore structures are similar, suggesting a combination of crystalline structure analysis with pore structure analysis in studies of carbon gasification.

Preparation and characterization of Nickel-and cobalt-doped magnetites

Trabalho apresentado no I Simpósio Mineiro de Ciências dos Materiais, Ouro Preto, Novembro de 2001.

Análise Imuno-histoquímica de hipóxia renal em modelo de isquemia/reperfusão tratado com Fator Estimulador de Colônia de Granulócitos

O rim demonstra uma capacidade singular em reparar-se após danos locais, no entanto, depois de acometido, as chances de desenvolvimento de lesões renais elevam-se. A patofisiologia da isquemia/reperfusão (IR) é complexa porque há ocorrência simultânea de danos celulares e inflamação. O decréscimo na quantidade de oxigênio requer um sistema capaz de evitar seus efeitos prejudiciais e uma maquinaria molecular HIF (Hypoxia Inducible Factor), um complexo, atua como fator de transcrição de diversos genes desde os da regulação da proliferação celular e apoptose até a sinalização para angiogênese. O Fator Estimulador de Colônia de Granulócitos (G-CSF) é uma glicoproteína conhecida pela sua capacidade de promover a sobrevivência, proliferação e diferenciação de células estimulando a recuperação aos efeitos advindos da IR. Com o intuito de observar as influências dessas proteínas foi realizada uma análise semi-quantitativa de amostras renais submetidas ou não à IR, usando-se descrições microscópicas morfológicas e imunohistoquímicas, com os cálculos e gráficos estatísticos foram feitos no software GraphPad Prism®. Das análises morfológicas, constatou-se que as lesões características de IR foram observadas em espécimes não tratados: bolhas em epitélio tubular; vacuolização citoplasmática, distalização tubular e congestão luminal. De forma análoga, foi encontrada nos tratados, contudo em estágios menos avançados e em animais controle, não foi houve esta diferença tissular. As análises de microscopia eletrônica demonstraram alteração na barreira filtrante com concomitante perda de outras características glomerulares. Aos animais controle foi observada a arquitetura típica, ao passo que para os animais tratados notou-se conservação da barreira. A presença de HIF-1α nos rins contralaterais demonstrouse significante quando comparadas às amostras isquêmicas e tratadas (p<0,05). Já a ocorrência da mesma proteína em rins isquêmicos não apresentou qualquer diferença. Analisando-se a proteína VEGF foi comprovado que em rins contralaterais não há diferença estatística, contudo nos rins esquerdos há significância entre os três grupos (p<0,05). Já a correlação entre estas duas proteínas não se mostrou estatisticamente significante. Em relação às atividades de proliferação e morte celulares, todos os três grupos foram significantes entre si (p<0,05). Ao que concerne o tratamento, foi demonstrada a atividade protetora do medicamento e uma possível interação molecular com a HIF, enquanto que a ativação desta proteína corrobora sua rota metabólica já previamente descrita.

Estudo da corrosão dos aços AISI 1010 e AISI 316L em soluções com elevado teor de cloreto e em ácido naftênico

A mudança no mercado global do petróleo nos últimos anos, com o declínio das reservas de óleo leve, têm forçado a busca por novos campos petrolíferos em ambientes mais remotos, como nos campos localizados na camada pré-sal, e a exploração de óleos pesados que possuem elevado teor de ácidos naftênicos. Isso acarreta em grandes desafios para a previsão do desempenho de materiais frente às novas condições ambientais em que estão inseridos. No presente trabalho, o comportamento da corrosão do aço carbono AISI 1010 e do aço inoxidável AISI 316L foi estudado em soluções aquosas com elevado teor de cloreto e em solução de ácido naftênico ciclopentanóico a fim de ter melhor entendimento da ação dessas espécies no processo de corrosão e simular a corrosão pela água de produção na indústria petrolífera. Foram aplicadas as técnicas de potencial de circuito aberto, polarização potenciodinâmica, voltametria cíclica, espectroscopia de impedância eletroquímica, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura e microscopia de força atômica, usadas, em cada caso, de acordo com a conveniência. O aumento da [Cl-] na faixa de 1,2–2,8 mol.L-1 não altera os processos catódicos e anódicos perto do Ecorr para os aços AISI 1010 e AISI 316L. Em condições de sobrepotenciais afastados do Ecorr, o aumento de [Cl-] aumenta os processos oxidativos de corrosão, o que é expresso pelas maiores densidades de corrente e carga anódica e aumento da perda de massa sofrida pelos eletrodos de ambos os aços. Portanto, os danos da corrosão são mais intensos quando se aumenta a [Cl-]. O aço AISI 1010 é ativo nas soluções de NaCl e a corrosão se propaga livremente de forma uniforme. Para o aço AISI 316L, uma ampla faixa de passividade pode ser vista nas soluções de NaCl; no Epit ocorre a ruptura do filme passivo e o crescimento de pites estáveis. Após 24 h de imersão em soluções de sulfato de sódio (branco) e de ácido naftênico ciclopentanóico ocorre crescimento de filme de óxido e as fases α-Fe2O3, Fe3O4 e δ-FeO(OH) foram identificadas nos espécimes de aço AISI 1010 e Fe3O4 foi identificado nos defeitos do filme prévio presente na superfície do aço AISI 316L. Os filmes formados em solução de ácido ciclopentanóico possuem menor resistência à polarização, maior rugosidade e maior taxa de corrosão quando comparado aos filmes crescidos na solução branco, para ambos os aços. A presença do ácido naftênico muda a forma como a reação de corrosão se procede e contribui para o aumento da corrosão. A corrosão naftênica foi mais pronunciada no aço carbono porque a presença dos elementos de liga no aço inox reduzem o número de sítios ativos ricos em Fe e tornam menos oportuna a ligação do Fe com o naftenato.

Estudo da corrosão e inibição dos aços carbono AISI 1010, inoxidável AISI 316 e duplex UNS S31803 em meio de solução de íons cloreto

O comportamento da corrosão e inibição à corrosão dos aços carbono AISI 1010, inox AISI 316 e duplex UNS S31803 foi estudado em meio de solução de íons cloreto à 3,0% (m/v), na ausência e presença do benzimidazol e imidazol como inibidores. A caracterização química e morfológica dos aços foi realizada por meio das técnicas de espectrometria de emissão ótica, difração de raios X (DRX), microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e energia dispersiva de raios X (EDX). As análises eletroquímicas foram realizadas através das técnicas de polarização potenciodinâmica e espectroscopia de impedância eletroquímica. As análises de DRX e de metalografia mostraram as fases presentes em cada aço, sendo o aço AISI 1010 composto pela fase ferrita, o aço AISI 316 pelas fases de FeNi e Cr e o aço UNS S31803 pelas fases austenita e ferrita. Além disso, a metalografia e as análises de MEV e EDX permitiram identificar regiões e certos elementos presentes nos aços que propiciam à ocorrência da corrosão, tais como inclusões. Os inibidores foram testados em diferentes concentrações (25 ppm, 50 ppm, 100 ppm, 500 ppm e 1000 ppm) para os três aços, através das curvas de polarização e impedância eletroquímica, e verificou-se que para todas as concentrações houve aumento da resistência à corrosão dos aços. Pelas curvas de polarização verificou-se que o benzimidazol proporcionou aos aços AISI 1010, AISI 316 e UNS S31803, eficiências de inibição de cerca de 51%, 71% e 75%, respectivamente. Enquanto que o imidazol apresentou eficiência de cerca de 73%, 95% e 86%, respectivamente. Os resultados de impedância eletroquímica mostraram que as eficiências de inibição do benzimidazol foram de aproximadamente 52%, 73% e 71%, respectivamente, para os aços AISI 1010, AISI 316 e UNS S31803. E por sua vez, o imidazol apresentou eficiências de aproximadamente 96% para os aços AISI 1010 e AISI 316 e 85% para o aço UNS S31803. O teste de perda de massa mostrou que para o aço AISI 1010 tanto o benzimidazol quanto e o imidazol inibiram a corrosão, sendo que reduziram a corrosão em cerca de 17% e 24%, respectivamente. Nas análises das curvas de polarização em estudos com a água do mar observou-se que os inibidores foram menos eficientes do que em meio de solução de cloreto. O benzimidazol obteve eficiências de cerca de 14%, 50% e 33%, respectivamente, para os aços AISI 1010, AISI 316 e UNS S31803. Enquanto que o imidazol apresentou eficiências de aproximadamente 21%, 59% e 34%, respectivamente. Em todas as análises eletroquímicas e análise de perda de massa, o imidazol se mostrou o melhor inibidor para os aços estudados.

Caracterização físico-química do amido e da farinha da fruta-pão (Artocarpus altilis) e aplicação em pães de forma

A fruta-pão é um fruto rico em vitaminas e minerais do qual pode ser extraído o amido ou processado à forma de farinha aumentando sua vida de prateleira. Essa farinha pode substituir parcialmente a farinha de trigo em produtos panificáveis. O objetivo do presente estudo foi extrair e analisar algumas características físicas, químicas e tecnológicas do amido nativo de fruta-pão, além de realizar a caracterização físico-química da farinha obtida desse fruto, de suas misturas com a farinha de trigo e verificar a viabilidade destas na elaboração de pão de forma. O amido de fruta-pão foi submetido às análises de umidade, capacidade de ligação de água a frio (CLAF), poder de inchamento (PI), índice de solubilidade (IS), sinérese, microscopia eletrônica de varredura (MEV) e difração de raio X. O amido de milho foi analisado para efeito de comparação. O amido de fruta-pão apresentou maior umidade (18,32%), CLAF (80,33%), PI (198,71 g/g a 90 0C), IS (7,22% a 90 0C) e sinérese (2,69 mL) quando comparado com o amido de milho. Pela análise de MEV, verificou-se que o amido de fruta-pão apresentou grânulos menores que os do amido de milho, mas ambos com formato poliédrico. A difração de raio X permitiu classificar o amido de milho como tipo A e o de fruta-pão como tipo B. As amostras de farinha analisadas continham um percentual de farinha de fruta-pão de 0% (controle), 5%, 10%, 15%, 20% e 100% e foram submetidas às análises de umidade, cinzas, extrato etéreo, carboidratos, proteína, energia, fibra total, solúvel e insolúvel, pH, cor e granulometria. Os mesmos percentuais de substituição foram utilizados para a elaboração dos pães, analisados em relação a umidade, peso, volume, volume específico, altura, perfil de textura, aceitação sensorial e intenção de compra. A substituição da farinha de trigo pela farinha de fruta-pão influenciou na granulometria das misturas, reduziu o teor de proteína de 10,8% para 3,99%, elevou o percentual de carboidratos, cinzas e pH de 73,84%, 0,52% e 5,94 para 83,10%, 2,19% e 6,34 , respectivamente. No entanto, para a umidade, teor de lipídeos e diferença global de cor das amostras não foi verificada influência significativa do percentual de substituição. A farinha de fruta-pão apresentou um maior percentual de fibras totais (21,17%), solúveis (10,39%) e insolúveis (10,77%). Para os pães de forma, o aumento da substituição não influenciou na umidade e no peso dos pães, exceto para a amostra com 100% de farinha de fruta-pão, que apresentou 41,28% de umidade e peso de 588,65 g. Para as demais análises, os maiores percentuais de substituição influenciaram negativamente as características do produto. Em relação a caracterização físico-química das amostras de farinha, o aumento do percentual de substituição influenciou na maioria dos parâmetros avaliados. Para os pães, as formulações com maiores notas hedônicas e com melhor intenção de compra foram as com substituição de 5% e de 10%.

O efeito da carga normal no comportamento tribológico de uma superliga de cobalto no ensaio pino-disco

O coeficiente de atrito e o desgaste nas superligas de cobalto são fortemente influenciados pela transformação de fase de CFC para HC que ocorre devido ao trabalho mecânico, conforme já reportado pela literatura. Após essa transformação, os valores de μ costumam se situar na faixa de 0,15 a 0,20. Este trabalho apresenta o comportamento do atrito e do desgaste em um ensaio de deslizamento sem lubrificação utilizando uma configuração pino-disco, sendo o pino feito de aço inoxidável supermartensítico e o disco de uma superliga de cobalto fundida, num tribômetro PLINT TE67. Os ensaios foram conduzidos em temperatura ambiente, com uma velocidade e variando-se a carga normal de deslizamento entre 5 e 500 N. O coeficiente de atrito e o potencial elétrico de contato foram monitorados durante os ensaios. Utilizou-se a MEV e a perfilometria 3D para caracterizar o volume e o mecanismo de desgaste. Para as cargas de 350, 400 e 450 N, após atingir condições de regime estacionário, um valor de coeficiente de atrito não usual (μ<0,01) e uma baixa taxa de desgaste foram encontradas. A análise da difração de raios-X revelou a presença de transformação de fases.