Dublin’s ephemeral and imaginary architectures

In 1989, the Irish architectural practice O’Donnell and Tuomey were commissioned to build a temporary pavilion to represent Ireland at the 11 Cities/11 Nations exhibition at Leeuwarden in the Netherlands. Citing Peter Smithson, John Tuomey suggested the pavilion, which drew inspirations from the forms and materials of the modern Irish barn, embodied an intention ‘not just to build but to communicate’. Its subsequent reassembly for the inauguration of the Irish Museum of Modern Art in the courtyard of the seventeenth-century Royal Hospital Kilmainham in Dublin in 1991, drew comparisons between the urban sophistication of this colonial building, its svelte new refit, and the rural expression of O’Donnell + Tuomey’s barn. It was, one critic recently noted, as if ‘a wedding had been crashed by a country cousin who had forgotten to clean his boots’.
It has been argued that temporary or ephemeral pieces of architecture, unburdened by the traditional constraints of firmitas or utilitas, have the ability to offer a concise distillation of meaning and intention. Approaching the qualities of rhetoric, such architectures share similarities with the monument and yet differ in fundamental ways. Their rapid construction in lightweight materials can allow for an almost instantaneous negotiation of zeitgeist. And, unlike the monument, from the outset the space and form of these installations is designed to disappear.
This paper analyses the ephemeral architectures of Dublin in the modern period contextualising their qualities and intentions as they manifest themselves across colonial, post-colonial and contemporary epochs. It finds origins in the theatrical sets of the late eighteenth century and traces their movements into the semi-public sphere of the pleasure garden and finally into the theatre of the streets. It is here that temporary architecture in the city has been at its most potent, allowing the amplification or subversion of the meanings of much larger spaces. Historically, much of Dublin’s most conspicuous instances of ephemeral architecture have been realised as a means of articulating mass spectacle in political, religious or nationalistic events. And while much of this has sought to confirm dominant ideologies, it has also been possible to discern moments of opposition.
The contemporary period, however, has arguably witnessed a shift in ephemeral architectures from explicitly representing ‘positive ideologies’ towards something more oblique or nebulous. This turn towards abstraction in form and space has rendered an especially communicative form of architecture particularly elusive. By examining continuities within the apparent disjuncture between historical and contemporary examples, this paper begins to unpick the language of recent ephemeral architecture in Dublin and situate it within wider global trends where political and economic imperatives are often simultaneously obscured and expressed in public space by a vocabulary of universality. As Jurgen Habermas has suggested, the contemporary value given to the transitory and the ephemeral ‘discloses a longing for an undefiled, immaculate and stable present’.

LC- HRMS based metabolomics in food safety and doping control – DeTECH21

Issues surrounding the misuse of prohibited and licensed substances in animals destined for food production and performance sport competition continue to be an enormous challenge to regulatory authorities charged with enforcing their control. Efficient analytical strategies are implemented to screen and confirm the presence of a wide range of exogenous substances in various biological matrices. However, such methods rely on the direct measurement of drugs and/or their metabolites in a targeted mode, allowing the detection of restricted number of compounds. As a consequence, emerging practices, in particular the use of natural hormones, designer drugs and low-dose cocktails, remain difficult to handle from a control point of view. A new SME-led FP7 funded project, DeTECH21, aims to overcome current limitations by applying an untargeted metabolomics approach based on liquid chromatography coupled to high resolution mass spectrometry and bioinformatic data analysis to identify bovine and equine animals which have been exposed to exogenous substances and assist in the identification of administered compounds. Markerbased strategies, dealing with the comprehensive analysis of metabolites present in a biological sample (urine/plasma/tissue), offer a reliable solution in the areas of food safety and animal sport doping control by effective, high-throughput and sensitive detection of exogenously administered agents. Therefore, the development of the first commercially available forensic test service based on metabolomics profiling will meet 21st century demands in animal forensics.

Microstructure and Mechanical Propertiesof a Nitride-Strengthened Reduced ActivationFerritic/Martensitic Steel

Nitride-strengthened reduced activation ferritic/martensitic (RAFM) steels are developed taking advantage of the high thermal stability of nitrides. In the current study, the microstructure and mechanical properties of a nitride-strengthened RAFM steel with improved composition were investigated. Fully martensitic microstructure with fine nitrides dispersion was achieved in the steel. In all, 1.4 pct Mn is sufficient to suppress delta ferrite and assure the steel of the full martensitic microstructure. Compared to Eurofer97, the steel showed similar strength at room temperature but higher strength at 873 K (600 °C). The steel exhibited very high impact toughness and a low ductile-to-brittle transition temperature (DBTT) of 243 K (–30 °C), which could be further reduced by purification.

Microstructural evolution and mechanical properties of short-term thermally exposed 9/12Cr heat-resistant steels

The microstructural evolution during short-term (up to 3000 hours) thermal exposure of three 9/12Cr heat-resistant steels was studied, as well as the mechanical properties after exposure. The tempered martensitic lath structure, as well as the precipitation of carbide and MX type carbonitrides in the steel matrix, was stable after 3000 hours of exposure at 873 K (600 °C). A microstructure observation showed that during the short-term thermal exposure process, the change of mechanical properties was caused mainly by the formation and growth of Laves-phase precipitates in the steels. On thermal exposure, with an increase of cobalt and tungsten contents, cobalt could promote the segregation of tungsten along the martensite lath to form Laves phase, and a large size and high density of Laves-phase precipitates along the grain boundaries could lead to the brittle intergranular fracture of the steels.

Inter- and Intrafraction Target Motion in Highly Focused Single Vocal Cord Irradiation of T1a Larynx Cancer Patients

PURPOSE: The purpose of this study was to verify clinical target volume-planning target volume (CTV-PTV) margins in single vocal cord irradiation (SVCI) of T1a larynx tumors and characterize inter- and intrafraction target motion.

METHODS AND MATERIALS: For 42 patients, a single vocal cord was irradiated using intensity modulated radiation therapy at a total dose of 58.1 Gy (16 fractions × 3.63 Gy). A daily cone beam computed tomography (CBCT) scan was performed to online correct the setup of the thyroid cartilage after patient positioning with in-room lasers (interfraction motion correction). To monitor intrafraction motion, CBCT scans were also acquired just after patient repositioning and after dose delivery. A mixed online-offline setup correction protocol ("O2 protocol") was designed to compensate for both inter- and intrafraction motion.

RESULTS: Observed interfraction, systematic (Σ), and random (σ) setup errors in left-right (LR), craniocaudal (CC), and anteroposterior (AP) directions were 0.9, 2.0, and 1.1 mm and 1.0, 1.6, and 1.0 mm, respectively. After correction of these errors, the following intrafraction movements derived from the CBCT acquired after dose delivery were: Σ = 0.4, 1.3, and 0.7 mm, and σ = 0.8, 1.4, and 0.8 mm. More than half of the patients showed a systematic non-zero intrafraction shift in target position, (ie, the mean intrafraction displacement over the treatment fractions was statistically significantly different from zero; P<.05). With the applied CTV-PTV margins (for most patients 3, 5, and 3 mm in LR, CC, and AP directions, respectively), the minimum CTV dose, estimated from the target displacements observed in the last CBCT, was at least 94% of the prescribed dose for all patients and more than 98% for most patients (37 of 42). The proposed O2 protocol could effectively reduce the systematic intrafraction errors observed after dose delivery to almost zero (Σ = 0.1, 0.2, 0.2 mm).

CONCLUSIONS: With adequate image guidance and CTV-PTV margins in LR, CC, and AP directions of 3, 5, and 3 mm, respectively, excellent target coverage in SVCI could be ensured.

Arsenic-glutathione complexes - Their stability in solution and during separation by different HPLC modes

Complexes of arsenic compounds and glutathione are believed to play an essential part in the metabolism and transport of inorganic arsenic and its methylated species. Up to now, the evidence of their presence is mostly indirect. We studied the stability and Chromatographic behaviour of glutathione complexes with trivalent arsenic: i.e. As^III(GS)₃, MA ^III(GS)₂ and DMA^III(GS) under different conditions. Standard ion chromatography using PRP X-100 and carbonate or formic acid buffer disintegrated the complexes, while all three complexes are stable and separable by reversed phase chromatography (0.1% formic acid/acetonitrile gradient). As^III(GS)₃ and MA^III(GS)₂ were more stable than DMA^III(GS), which even under optimal conditions tended to degrade on the column at 25 °C. Chromatography at 6 °C can retain the integrity of the samples. These results shed more light on the interpretation of a vast number of previously published arsenic speciation studies, which have used Chromatographic separation techniques with the assumption that the integrity of the arsenic species is guaranteed. © The Royal Society of Chemistry 2004.

Hydrogel-Forming Microneedle Arrays Allow Detection of Drugs and Glucose In Vivo: Potential for Use in Diagnosis and Therapeutic Drug Monitoring

We describe, for the first time the use of hydrogel-forming microneedle (MN) arrays for minimally-invasive extraction and quantification of drug substances and glucose from skin in vitro and in vivo. MN prepared from aqueous blends of hydrolysed poly(methyl-vinylether-co-maleic anhydride) (11.1% w/w) and poly(ethyleneglycol) 10,000 daltons (5.6% w/w) and crosslinked by esterification swelled upon skin insertion by uptake of fluid. Post-removal, theophylline and caffeine were extracted from MN and determined using HPLC, with glucose quantified using a proprietary kit. In vitro studies using excised neonatal porcine skin bathed on the underside by physiologically-relevant analyte concentrations showed rapid (5 min) analyte uptake. For example, mean concentrations of 0.16 μg/mL and 0.85 μg/mL, respectively, were detected for the lowest (5 μg/mL) and highest (35 μg/mL) Franz cell concentrations of theophylline after 5 min insertion. A mean concentration of 0.10 μg/mL was obtained by extraction of MN inserted for 5 min into skin bathed with 5 μg/mL caffeine, while the mean concentration obtained by extraction of MN inserted into skin bathed with 15 μg/mL caffeine was 0.33 μg/mL. The mean detected glucose concentration after 5 min insertion into skin bathed with 4 mmol/L was 19.46 nmol/L. The highest theophylline concentration detected following extraction from a hydrogel-forming MN inserted for 1 h into the skin of a rat dosed orally with 10 mg/kg was of 0.363 μg/mL, whilst a maximum concentration of 0.063 μg/mL was detected following extraction from a MN inserted for 1 h into the skin of a rat dosed with 5 mg/kg theophylline. In human volunteers, the highest mean concentration of caffeine detected using MN was 91.31 μg/mL over the period from 1 to 2 h post-consumption of 100 mg Proplus® tablets. The highest mean blood glucose level was 7.89 nmol/L detected 1 h following ingestion of 75 g of glucose, while the highest mean glucose concentration extracted from MN was 4.29 nmol/L, detected after 3 hours skin insertion in human volunteers. Whilst not directly correlated, concentrations extracted from MN were clearly indicative of trends in blood in both rats and human volunteers. This work strongly illustrates the potential of hydrogel-forming MN in minimally-invasive patient monitoring and diagnosis. Further studies are now ongoing to reduce clinical insertion times and develop mathematical algorithms enabling determination of blood levels directly from MN measurements.

Métodos químicos de modificação superficial de nanomateriais

O objectivo geral desta tese foi investigar diversas estratégias de síntese de nanocompósitos híbridos de matriz polimérica, contendo nanopartículas inorgânicas com funcionalidades diversas. O interesse nestes nanocompósitos multifuncionais consiste no enorme potencial que apresentam para novas aplicações tecnológicas, tais como em optoelectrónica ou em medicina. No capítulo introdutório, apresenta-se uma revisão das propriedades de nanopartículas inorgânicas e nanoestruturas obtidas a partir destas, métodos de preparação e de modificação química superficial, incluindo a formação de nanocompósitos poliméricos, bem como a aplicação destas nanoestruturas em medicina e biologia. O estudo das propriedades de nanopartículas de ouro é um importante tema em Nanociência e Nanotecnologia. As propriedades singulares destas NPs apresentam uma estreita relação com o tamanho, morfologia, arranjo espacial e propriedades dieléctricas do meio circundante. No capítulo 2, é reportada a preparação de nanocompósitos utilizando miniemulsões de poli-estireno (PS) e poli-acrilato de butilo (PBA) contendo nanopartículas de ouro revestidas com moléculas orgânicas. As propriedades ópticas destas estruturas híbridas são dominadas por efeitos plasmónicos e dependem de uma forma crítica na morfologia final dos nanocompósitos. Em particular, demonstra-se aqui a possibilidade de ajustar a resposta óptica, na região do visível do espectro, através do arranjo das nanopartículas na matriz polimérica, e consequentemente o acoplamento plasmónico, utilizando nanopartículas resultantes da mesma síntese. Na generalidade, é reportada aqui uma estratégia alternativa para modificar a resposta óptica de nanocompósitos, através do controlo da morfologia do compósito final face à estratégia mais comum que envolve o controlo das características morfológicas das partículas metálicas utilizadas como materiais de partida. No Capítulo 3 apresentam-se os resultados da preparação de vários compósitos poliméricos com propriedades magnéticas de interesse prático. Em particular discute-se a síntese e propriedades magnéticas de nanopartículas de ligas metálicas de cobalto-platina (CoPt3) e ferro-platina (FePt3), assim como de óxidos de ferro (magnetite Fe3O4 e maguemite g-Fe2O3) e respectivos nanocompósitos poliméricos. A estratégia aqui descrita constitui uma via interessante de desenvolver materiais nanocompósitos com potencial aplicação em ensaios de análise de entidades biológicas in vitro, que pode ser estendido a outros materiais magnéticos. Como prova de conceito, demonstrase a bioconjugação de nanocompósitos de CoPt3/PtBA com anticorpos IgG de bovino. No capítulo 4 é descrita a preparação e propriedades ópticas de pontos quânticos (“quantum dots”, QDs) de CdSe/ZnS assim como dos seus materiais nanocompósitos poliméricos, CdSe/ZnS-PBA. Como resultado das suas propriedades ópticas singulares, os QDs têm sido extensivamente investigados como materiais inorgânicos para aplicações em dispositivos ópticos. A incorporação de QDs em matrizes poliméricas é de particular interesse, nomeadamente devido ao comportamento óptico do nanocompósito final parecer estar dependente do tipo de polímero utilizado. As propriedades ópticas dos nanocompósitos foram estudadas sistematicamente por medidas de fotoluminescência. Os nanocompósitos apresentam propriedades interessantes para potenciais aplicações biológicas em diagnóstico in vitro, funcionando como sondas biológicas luminescentes.

Synthesis of new vegetable oil-based polymeric materials

A crescente procura de recursos fosseis a que se tem assistido nos ultimos anos, tem resultado num crescimento sem precedentes dos precos, com consequencias imprevisiveis e que levara, no espaco de decadas, ao seu inevitavel esgotamento. A procura de um modelo de desenvolvimento sustentavel, baseado em recursos renovaveis e o grande desafio que se coloca a civilizacao no seculo XXI. A biomassa vegetal, atraves das designadas gBio-refinarias h, e uma alternativa logica para a producao de produtos quimicos e de materiais mas tambem de combustiveis e energia. Os oleos vegetais constituem uma das fracoes da biomassa vegetal, cuja exploracao tem merecido redobrada atencao nos ultimos anos, como fonte de materiais e de combustiveis. Assim, a presente dissertacao tem por objetivo o desenvolvimento de novos materiais polimericos derivados de oleos vegetais, seguindo duas abordagens distintas, nomeadamente a preparacao de polimeros atraves de polimerizacao por etapas e polimerizacao em cadeia (Parte B e C, respetivamente). Em primeiro lugar, foram sintetizados poliesteres alifaticos de cadeia longa a partir de monomeros provenientes do oleo de colza (Capitulo III). A auto-metatese do acido erucico com catalisadores de rutenio, seguida de hidrogenacao da ligacao dupla, originou o acido 1,26-hexacosanodioico, que por sua vez foi convertido em hexacosano-1,26-diol. Subsequentemente, a policondensacao do acido ƒ¿,ƒÖ-dicarboxilico de cadeia longa com o hexacosano-1,26-diol originou o poliester 26,26. O diacido C26 foi tambem polimerizado com outros alcano-diois de cadeia curta, nomeadamente o dodecano-1,12-diol e o butano-1,2-diol, produzindo, respetivamente, os poliesteres 12,26 e 4,26. Estes poliesteres de fontes 100% renovaveis possuem valores de Mn na ordem dos 8-14 kDa e valores de PDI entre 2.1 e 2.7. As propriedades destes poliesteres alifaticos foram avaliadas atraves de varias tecnicas, revelando elevada cristalinidade (com uma estrutura cristalina como a do polietileno) e elevadas temperaturas de fusao (74-104 ‹C), cristalizacao (68-92 ‹C) e degradacao (323-386 ‹C). Em segundo lugar, foram sintetizados polimeros lineares termo-reversiveis a partir de derivados do oleo de ricinio (Capitulo IV). Para tal foram preparados monomeros que incorporam aneis furanicos inseridos atraves do acoplamento tiol-eno, e que posteriormente foram polimerizados pela reacao de Diels-Alder (DA) entre os grupos furano (dieno A) e estruturas complementares do tipo maleimida (dienofilo B). Para as polimerizacoes DA foram consideradas duas abordagens diferentes, nomeadamente (i) o uso de monomeros com dois aneis furanicos terminais em conjunto com uma bismaleimida (sistemas AA+BB) e (ii) a utilizacao de um monomero que incorpora ambos os grupos reativos, furano e maleimida, na sua estrutura (sistema AB). Este estudo demonstrou claramente que ambas as estratégias foram bem sucedidas embora com diferentes resultados em termos da natureza dos produtos obtidos. Estes polímeros lineares apresentam valores relativamente baixos de Tg (-40 to -2 °C) devido à natureza flexível dos grupos separadores das funções reativas, e de Mn (4.5-9.0 kDa) dada a observada tendência de ciclização associada a concentrações baixas de monómero. A aplicação da reação de retro-DA aos polímeros em causa confirmou o seu caráter reversível, ou seja, a possibilidade de promover, em condições controladas, a despolimerização com recuperação dos monómeros de partida. Esta particularidade abre caminhos para materiais macromoleculares originais com aplicações promissoras tais como auto-reparação e reciclabilidade. Em terceiro lugar, sintetizaram-se polímeros não-lineares termo-reversíveis a partir de derivados do óleo de ricínio (Capítulo V). Para tal foram preparados monómeros trifuncionais e posteriormente polimerizados através da reação de DA entre os grupos reativos complementares furano/maleimida. Foram consideradas três abordagens distintas para preparar estes polímeros não-lineares, nomeadamente através da utilização de (i) um monómero bisfurânico em combinação com uma trismaleimida (sistema A2+B3) e (ii) um monómero trisfurânico em conjunto com uma bismaleimida (sistema A3+B2) que originaram materiais ramificados ou reticulados, e ainda (iii) a utilização de monómeros assimetricamente substituídos do tipo A2B ou AB2 capazes de originar estruturas macromoleculares hiper-ramificadas. Todos os sistemas apresentaram valores de Tg perto de 0 °C, o que era de esperar para estes materiais não-lineares. A aplicação da reação de retro-DA comprovou mais uma vez o caráter termo-reversível das polimerizações em causa. Em quarto lugar e último lugar, foram preparados copolímeros de acetato de vinilo (VAc) com monómeros derivados de óleo de girassol (Capítulo VI). Ésteres vinílicos de ácidos gordos (FAVE) foram sintetizados por transvinilação dos ácidos oleico e linoleico com VAc catalisada por um complexo de irídio. Os monómeros vinílicos preparados foram caracterizados e posteriormente homopolimerizados e copolimerizados com VAc através do uso dos grupos vinílicos terminais como função inicial de polimerização. A variação do tipo e quantidade de monómero FAVE e da quantidade de iniciador radicalar originou copolímeros de VAc com valores de Mn na gama de 1.2-3.0 kDa e valores de Tg de -5 a 16 °C. Os copolímeros foram avaliados em testes de cura oxidativa através das insaturações nas suas cadeias alifáticas para formar materiais reticulados, e os resultados sugerem que eles podem ser sistemas efetivos de cura para aplicações como tintas, vernizes e outros tipos de revestimento. Todos os materiais poliméricos preparados ao longo deste trabalho constituem contribuições atrativas para a área dos polímeros oriundos de recursos renováveis e representam uma prova indiscutível de que os óleos vegetais são percursores promissores de materiais macromoleculares com potenciais aplicações.

Characterisation of gas and particle emissions from wildfires

Os incêndios florestais são uma importante fonte de emissão de compostos gasosos e de aerossóis. Em Portugal, onde a maioria dos incêndios ocorre no norte e centro do país, os incêndios destroem todos os anos milhares de hectares, com importantes perdas em termos económicos, de vidas humanas e qualidade ambiental. As emissões podem alterar consideravelmente a química da atmosfera, degradar a qualidade do ar e alterar o clima. Contudo, a informação sobre as caraterísticas das emissões dos incêndios florestais nos países do Mediterrâneo é limitada. Tanto a nível nacional como internacional, existe um interesse crescente na elaboração de inventários de emissões e de regulamentos sobre as emissões de carbono para a atmosfera. Do ponto de vista atmosférico da monitorização atmosférica, os incêndios são considerados um desafio, dada a sua variabilidade temporal e espacial, sendo de esperar um aumento da sua frequência, dimensão e severidade, e também porque as estimativas de emissões dependem das caraterísticas dos biocombustíveis e da fase de combustão. O objetivo deste estudo foi quantificar e caraterizar as emissões de gases e aerossóis de alguns dos mais representativos incêndios florestais que ocorreram no centro de Portugal nos verões de 2009 e de 2010. Efetuou-se a colheita de amostras de gases e de duas frações de partículas (PM2.5 e PM2.5-10) nas plumas de fumo em sacos Tedlar e em filtros de quartzo acoplados a um amostrador de elevado volume, respetivamente. Os hidrocarbonetos totais (THC) e óxidos de carbono (CO e CO2) nas amostras gasosas foram analisados em instrumentos automáticos de ionização de chama e detetores não dispersivos de infravermelhos, respetivamente. Para algumas amostras, foram também quantificados alguns compostos de carbonilo após reamostragem do gás dos sacos Tedlar em cartuchos de sílica gel revestidos com 2,4-dinitrofenilhidrazina (DNPH), seguida de análise por cromatografia líquida de alta resolução. Nas partículas, analisou-se o carbono orgânico e elementar (técnica termo-óptica), iões solúveis em água (cromatografia iónica) e elementos (espectrometria de massa com plasma acoplado por indução ou análise instrumental por ativação com neutrões). A especiação orgânica foi obtida por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa após extração com recurso a vários solventes e separação dos extratos orgânicos em diversas classes de diferentes polaridades através do fracionamento com sílica gel. Os fatores de emissão do CO e do CO2 situaram-se nas gamas 52-482 e 822-1690 g kg-1 (base seca), mostrando, respetivamente, correlação negativa e positiva com a eficiência de combustão. Os fatores de emissão dos THC apresentaram valores mais elevados durante a fase de combustão latente sem chama, oscilando entre 0.33 e 334 g kg-1 (base seca). O composto orgânico volátil oxigenado mais abundante foi o acetaldeído com fatores de emissão que variaram desde 1.0 até 3.2 g kg-1 (base seca), seguido pelo formaldeído e o propionaldeído. Observou-se que as emissões destes compostos são promovidas durante a fase de combustão latente sem chama. Os fatores de emissão de PM2.5 e PM10 registaram valores entre 0.50-68 e 0.86-72 g kg-1 (base seca), respetivamente. A emissão de partículas finas e grosseiras é também promovida em condições de combustão lenta. As PM2.5 representaram cerca de 90% da massa de partículas PM10. A fração carbonosa das partículas amostradas em qualquer dos incêndios foi claramente dominada pelo carbono orgânico. Foi obtida uma ampla gama de rácios entre o carbono orgânico e o carbono elementar, dependendo das condições de combustão. Contudo, todos os rácios refletiram uma maior proporção de carbono orgânico em relação ao carbono elementar, típica das emissões de queima de biomassa. Os iões solúveis em água obtidos nas partículas da pluma de fumo contribuíram com valores até 3.9% da massa de partículas PM2.5 e 2.8% da massa de partículas de PM2.5-10. O potássio contribuiu com valores até 15 g mg-1 PM2.5 e 22 g mg-1 PM2.5-10, embora em massa absoluta estivesse maioritariamente presente nas partículas finas. Os rácios entre potássio e carbono elementar e entre potássio e carbono orgânico obtidos nas partículas da pluma de fumo enquadram-se na gama de valores relatados na literatura para emissões de queima de biomassa. Os elementos detetados nas amostras representaram, em média, valores até 1.2% e 12% da massa de PM2.5 e PM2.5-10, respetivamente. Partículas resultantes de uma combustão mais completa (valores elevados de CO2 e baixos de CO) foram caraterizadas por um elevado teor de constituintes inorgânicos e um menor conteúdo de matéria orgânica. Observou-se que a matéria orgânica particulada é composta principalmente por componentes fenólicos e produtos derivados, séries de compostos homólogos (alcanos, alcenos, ácidos alcanóicos e alcanóis), açúcares, biomarcadores esteróides e terpenóides, e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. O reteno, um biomarcador das emissões da queima de coníferas, foi o hidrocarboneto aromático dominante nas amostras das plumas de fumo amostradas durante a campanha que decorreu em 2009, devido ao predomínio de amostras colhidas em incêndios em florestas de pinheiros. O principal açúcar anidro, e sempre um dos compostos mais abundantes, foi o levoglucosano. O rácio levoglucosano/OC obtido nas partículas das plumas de fumo, em média, registaram valores desde 5.8 a 23 mg g-1 OC. Os rácios levoglucosano/manosano e levoglucosano/(manosano+galactosano) revelaram o predomínio de amostras provenientes da queima de coníferas. Tendo em conta que a estimativa das emissões dos incêndios florestais requer um conhecimento de fatores de emissão apropriados para cada biocombustível, a base de dados abrangente obtida neste estudo é potencialmente útil para atualizar os inventários de emissões. Tem vindo a ser observado que a fase de combustão latente sem chama, a qual pode ocorrer simultaneamente com a fase de chama e durar várias horas ou dias, pode contribuir para uma quantidade considerável de poluentes atmosféricos, pelo que os fatores de emissão correspondentes devem ser considerados no cálculo das emissões globais de incêndios florestais. Devido à falta de informação detalhada sobre perfis químicos de emissão, a base de dados obtida neste estudo pode também ser útil para a aplicação de modelos no recetor no sul da Europa.

Catalytic routes to convert saccharides to furanic aldehydes

The conversion of plant biomass-derived carbohydrates (preferably non-edible) into added-value products is envisaged to be at the core of the future biorefineries. Carbohydrates are the most abundant natural organic polymers on Earth. This work deals with the chemical valorisation of plant biomass, focusing on the acid-catalysed conversion of carbohydrates (mono and polysaccharides) to furanic aldehydes, namely 2-furaldehyde (Fur) and 5-hydroxymethyl-2-furaldehyde (Hmf), which are valuable platform chemicals that have the potential to replace a variety of oil derived chemicals and materials. The investigated reaction systems can be divided into two types depending on the solvent used to dissolve the carbohydrates in the reaction medium: water or ionic liquid-based systems. The reaction temperatures were greater than 150 ºC when the solvent was water, and lower than 150 º C in the cases of the ionic liquid-based catalytic systems. As alternatives to liquid acids (typically used in the industrial production of Fur), solid acid catalysts were investigated in these reaction systems. Aiming at the identification of (soluble and insoluble) reaction products, complementary characterisation techniques were used namely, FT-IR spectroscopy, liquid and solid state NMR spectroscopy, TGA, DSC and GC´GC-ToFMS analyses. Complex mixtures of soluble reaction products were obtained and different types of side reactions may occur. The requirements to be put on the catalysts for these reaction systems partly depend on the type of carbohydrates to be converted and the reaction conditions used. The thermal stability is important due to the fact that formation of humins and catalyst coking phenomena are characteristically inherent to these types of reactions systems leading to the need to regenerate the catalyst which can be effectively accomplished by calcination. Special attention was given to fully inorganic nanoporous solid acids, amorphous or crystalline, and consisting of nano to micro-size particles. The investigated catalysts were silicoaluminophosphates, aluminosilicates and zirconium-tungsten mixed oxides which are versatile catalysts in that their physicochemical properties can be fine-tuned to improve the catalytic performances in the conversion of different substrates (e.g. introduction of mesoporosity and modification of the acid properties). The catalytic systems consisting of aluminosilicates as solid acids and water as solvent seem to be more effective in converting pentoses and related polysaccharides into Fur, than hexoses and related polysaccharides into Hmf. The investigated solid acids exhibited fairly good hydrothermal stabilities. On the other hand, ionic liquid-based catalytic systems can allow reaching simultaneously high Fur and Hmf yields, particularly when Hmf is obtained from D-fructose and related polysaccharides; however, catalyst deactivation occurs and the catalytic reactions take place in homogeneous phase. As pointed out in a review of the state of the art on this topic, the development of truly heterogeneous ionic liquid-based catalytic systems for producing Fur and Hmf in high yields remains a challenge.

Optimal dynamic control of laminated adaptive structures using a higher order model and a genetic algorithm

This paper deals with a finite element formulation based on the classical laminated plate theory, for active control of thin plate laminated structures with integrated piezoelectric layers, acting as sensors and actuators. The control is initialized through a previous optimization of the core of the laminated structure, in order to minimize the vibration amplitude. Also the optimization of the patches position is performed to maximize the piezoelectric actuator efficiency. The genetic algorithm is used for these purposes. The finite element model is a single layer triangular plate/shell element with 24 degrees of freedom for the generalized displacements, and one electrical potential degree of freedom for each piezoelectric element layer, which can be surface bonded or embedded on the laminate. To achieve a mechanism of active control of the structure dynamic response, a feedback control algorithm is used, coupling the sensor and active piezoelectric layers. To calculate the dynamic response of the laminated structures the Newmark method is considered. The model is applied in the solution of an illustrative case and the results are presented and discussed.

Patient´s knowledge about radiation and radiological protection

Purpose: To obtain and analyse patient´s knowledge and perceptions regarding radiation exposure, from both natural and man-made radiation of medical procedures and interventions. Verify if patients worry about their exposure when undergoing medical exams, are aware of associated risks and means of radiological protection and if their knowledge on medical radiation exposure affects their own decisions. Methods and Materials: On a medical environment a self-applied questionnaire was used as instrument and assigned to patients who would undergo medical imaging exams involving ionising radiation. A total of 300 valid questionnaires were interpreted and statistically analysed through descriptive statistics and Phi & Cramer´s V correlation tests. Results: 44.3% of patients believe most of their exposure derives from electronic appliances and 25% from medical imaging exams, while patient´s with higher education levels tend to consider is comes from the environment. The great majority of patients (95%) consider that only certified personnel should operate medical imaging equipment, but 74% never ask for their qualifications. 66.3% of patients claim that Technologists have more education on radiological protection and about 60% of patients rarely or never worry about radiation exposure when undergoing medical imaging exams. Conclusion: Patients overestimate the risks of industrial radiation exposure while they underestimate the associated risks of medical radiation exposure and the Technologist´s ability to reduce the inherent radiation exposure of medical imaging exams. Patient´s knowledge on radiation and radiological protection is based more on perceptions and beliefs, rather than factual knowledge.

Radiological protection and nuclear engineering studies in multi-MW target systems

Tese de doutoramento, Física, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Beryllium-7 sorption to inorganic particles in Tahsis Inlet, Nootka Sound, B.C.

Senior thesis written for Oceanography 445