Bottom up strategies for the morphology control of BaTiO3 particulates

As propriedades funcionais dos materiais ferroeléctricos tais como a polarização reversível, piroelectricidade, piezoelectricidade, elevada actividade óptica não linear e comportamento dieléctrico não linear são fundamentais para a sua aplicação em sensores, microactuadores, detectores de infravermelhos, filtros de fase de microondas e memórias não-voláteis. Nos últimos anos, motivado pelas necessidades industriais de redução do tamanho dos dispositivos microelectrónicos, aumentando a eficiência volumétrica, tem sido feito um grande esforço ao nível da investigação para desenvolver estruturas ferroeléctricas à escala micro- e nano- métrica. É sabido que a redução de tamanho em materiais ferroeléctricos afecta significamente as suas propriedades. Neste sentido e considerando que foi previsto teoreticamente por cálculos ab initio que estruturas do tipo nanocilindros e nanodiscos apresentariam um novo tipo de ordem ferroeléctrica e, na expectativa de alcançar conhecimento para o desenvolvimento de uma nova geração de dispositivos microelectróncos, existe um grande interesse em desenvolver métodos de fabrico de nanoestruturas ferroeléctricas unidimensionais (1D) tais como nanocilindros e nanotubos. As estratégias de fabrico de nanoestruturas 1D até agora descritas na literatura indicam claramente as dificuldades inerentes à sua preparação. Existem duas grandes vias de síntese destas nanoestruturas: i) o método “topdown” que consiste na redução de tamanho de um dado material até à obtenção duma estrutura 1D; e ii) o método “bottom-up” em que átomos, iões e moléculas são agrupados para formar um material 1D. O método “top down” envolve em geral técnicas de desgaste, como o uso do feixe de electrões, que apesar de permitirem elevada precisão no posicionamento e no controlo do tamanho, falham em termos de resolução, exigem muito tempo e causam facilmente defeitos que deterioram as propriedades físicas destes materiais. Na metodologia “bottom up” a utilização de moléculas ou estruturas “molde” tem sido a mais explorada. As estructuras 1D podem também ser preparadas sem recorrer a “moldes”. Neste caso a agregação orientada é promovida pelo recurso a aditivos que controlam o crescimento dos cristais em direcções preferenciais. Neste contexto, neste trabalho utilizaram-se duas estratégias “bottom up” de baixo custo para a preparação de nanopartículas de titanato de bário (BaTiO3) com morfologia controlada: 1) síntese química (em solução e em fase vapor) com utilização de nanotubos de titanato TiNTs) como “moldes” e precursores de titânio 2) síntese química em solução com presença de aditivos. Os nanotubos de titanato de sódio foram preparados por síntese hidrotermal. Como existiam muitas dúvidas acerca da natureza estrutural e do mecanismo de formação dos NTs, a parte inicial do trabalho foi dedicada à realização de um estudo sistemático dos parâmetros intervenientes na síntese e à caracterização da sua estrutura e microestrutura. Foi demonstrado que os NTs têm a fórmula geral A2Ti2O5 (A = H+ or Na+), e não TiO2 (anátase) com defendido por vários autores na literatura, e podem ser preparados por método hidrotermal em meio fortemente alcalino usando como fonte de titânio TiO2 comercial na forma de anátase ou rútilo. A menor reactividade do rútilo exige temperaturas de síntese superiores ou tempos de reacção mais longos. A forma tubular resulta do tratamento hidrotermal e não de processos de lavagem e neutralização subsequentes. Se os NTs forem tratados após a síntese hidrotérmica em água a 200 ºC, transformam-se em nanocilindros. Uma das partes principais desta tese consistiu na investigação do papel dos NTs de titanato no crescimento anisotrópico de BaTiO3. O potencial funcionamento dos NTs como “moldes” para além de precursores foi testado em reacção com hidróxido de bário em síntese em solução e por reacção com um precursor orgânico de bário em fase vapor. Tendo por base os estudos cinéticos realizados, bem como as alterações estruturais e morfológicas das amostras, é possível concluir que a formação do BaTiO3 a partir de NTs de titanato de sódio, ocorre por dois mecanismos dependendo da temperatura e tempo de reacção. Assim, a baixa temperatura e curto tempo de reacção verifica-se que se formam partículas dendríticas de BaTiO3 cuja superfície é bastante irregular (“wild”) e que apresentam estrutura pseudo-cúbica. Estas partículas formam-se por reacção topotáctica na fronteira dos nanotubos de titanato de sódio. A temperaturas mais altas e/ou reacções mais longas, a reacção é controlada por um mecanismo de dissolução e precipitação com formação de dendrites de BaTiO3 tetragonais com superfície mais regular (“seaweed”). A microscopia de força piezoeléctrica mostrou que as dendrites “seaweeds“ possuem actividade piezoeléctrica superior à das dendrites “wild”, o que confirma o papel desempenhado pela estrutura e pela concentração de defeitos na rede na coerência e ordem ferroeléctrica de nanoestruturas. Os nossos resultados confirmam que os NTs de titanato não actuam facilmente como “moldes” na síntese em solução de BaTiO3 já que a velocidade de dissolução dos NTs em condições alcalinas é superior à velocidade de formação do BaTiO3. Assumindo que a velocidade de reacção dos NTs com o precursor de bário é superior em fase vapor, efectuou-se a deposição de um precursor orgânico de bário por deposição química de vapor sobre um filme de NTs de titnato de sódio depositados por deposição electroforética. Estudou-se a estabilidade dos NTs nas diferentes condições do reactor. Quando os NTs são tratados a temperaturas superiores a 700 ºC, ocorre a transformação dos NTs em nanocilindros de anatase por um mecanismo de agregação orientada. Quando se faz a deposição do precursor de bário, seguida de calcinação a 700 ºC em atmosfera oxidante de O2, verifica-se que a superficie dos NTs fica coberta com nanocristais de BaTiO3 independentemente da concentração de bário. O papel dos NTs de titanato no crescimento anisotrópico de BaTiO3 em fase vapor é assim descrito pela primeira vez. Em relação à metodologias de crescimento de partículas na ausência de “moldes” mas com aditivos fez-se um estudo sistemático utilizando 5 aditivos de natureza differente. As diferenças entre aditivos foram sistematizadas tendo em conta as diferenças estruturais e morfológicas verificadas. Está provado que os aditivos podem funcionar como modificadores de crescimento cristalino por alteração do seu padrão de crescimento ou por alteração da cinética de crescimento das faces cristalográficas do cristal. Entre os aditivos testados verificou-se que o ácido poliacrilíco adsorve em faces específicas do BaTiO3 alterando a cinética de crescimento e induzindo a agregação orientada das partículas. O polivinilpirrolidona, o docecilsulfato de sódio e hidroxipropilmetilcelulose actuam mais como inibidores de crescimento do que como modificadores do tipo de crescimento. A D-frutose aumenta a energia de activação da etapa de nucleação não ocorrendo formação de BaTiO3 para as mesmas condições dos outros aditivos. Esta tese clarifica o papel dos NTs de titanato de sódio enquanto precursores e “moldes” no crescimento anisotrópico de BaTiO3 em solução e em fase vapor. É feita também a abordagem do controlo morfológico do BaTiO3 através do uso de aditivos. As estratégias de preparação de BaTiO3 propostas são de baixo custo, reprodutíveis e fáceis de efectuar. Os resultados contribuem para uma melhor compreensão da relação tamanho – morfologia – propriedade em materiais ferroeléctricos nanométricos com vista à sua potencial aplicação.

A generalization of fiedler's lemma and some applications

In a previous paper [M. Robbiano, E.A. Martins, and I. Gutman, Extending a theorem by Fiedler and applications to graph energy, MATCH Commun. Math. Comput. Chem. 64 (2010), pp. 145-156], a lemma by Fiedler was used to obtain eigenspaces of graphs, and applied to graph energy. In this article Fiedler's lemma is generalized and this generalization is applied to graph spectra and graph energy. © 2011 Taylor & Francis.

Cross-readings and ecoliteracy in children's pop-up books

The purpose of this text is to analyse two recently been published pop-up books aimed at children, by Anouck Boisrobert e Louis Rigaud, Popville (2009) and Dans la forêt du paresseux [Wake up, Sloth!, En el bosque del perezoso] (first published in 2009 and 2012, accompanied with texts by Joy Sorman and Sophie Strady, respectively). These books were published originally in France by Hélium Editions, but they can now be found in several western countries and in many languages (Catalan, French, Dutch, English, German, Italian, Portuguese and Spanish, at least). The objective is to analyse their verbal text and their visual aspects produced by a sophisticated paper engineered to question how they achieve what seems to be one of their goals, the promotion of the readers' ecoliteracy (Orr, 1992) by his involvement in the reading process. This issue seems to be one of the main trends on children's literature in western societies nowadays, transcending the traditional and almost omnipresent role of scenario that nature plays in many children's narratives.

Follow up on the local implementation of an MPA in the small fishing village of San Felipe, Yucatan

Dissertação mest., Biologia Marinha, Universidade do Algarve, 2007

Bottom-up regulation of phytoplankton in the Guadiana estuary

Tese dout., Ciências do Mar (Ecologia Marinha), Faculdade de Ciências e Tecnologia, Univ. do Algarve, 2010

Up the Hill due date card

This is a due date card for the book titled Up the Hill. Stamped dates are from 1943.

Spitting Up: Is This Normal?

This document written in English and Spanish discusses the problem of babies spitting up.

Pharmacotherapy follow-up in the prevention of cardiovascular disease

Cardiovascular diseases are the leading cause of death in Portugal, alike what is verified in the remaining western countries. There are factors that increase the risk of its occurrence, that do not usually emerge isolated, tending to group in the individual. This coexistence results in a combined effect which is larger than the one expected from the sum of its individual effects. The global cardiovascular risk is defined as the percentage change of developing a cardiovascular event over a given period of time (generally 10 years). The purpose of global cardiovascular risk assessment is to identify the individuals who should be counseled and receive treatment to prevent a cardiovascular disease, as well as to establish the therapeutics aggressiveness level.

Pharmacotherapy follow-up of patients with diabetes mellitus in a Primary Health Care Unit

Background: Diabetes mellitus is one of the major causes of chronic morbidity and loss of quality of life, and it seems to be increasing in the coming decades. Overall prevalence of diabetes in Portugal in 2010, according to the latest National Observatory of Diabetes Report, was 12.4%, which corresponds to a total of approximately 991 thousand individuals aged between 20 and 79 years. The level of control of diabetes mellitus, as measured by glycosilated haemoglobin A1c(HbA1c) influences the long-term risk of macrovascular and microvascular complications. Given the frequent association of diabetes with hypertension/dyslipidemia/overweight, managing these risk factors is a crucial part of the diabetes control.

Curricular Unit: Pharmacotherapy Follow-Up

Objectives: Pharmaceutical care is a patient-centered philosophy of assistential practice in which the pharmacist, as a health care team member, has responsibilities in patient medication. The correct use of medicines will significantly decrease the negative outcomes of pharmacotherapy, namely untreated health problem..

Links Between Special Schools and Mainstream Schools: a Follow-up Survey

This article reports the findings from a survey of special schools in England and Wales regarding their links with mainstream schools. This survey was a follow-up of two previous surveys undertaken in mid-1987 and 1993 respectively. Data were elicited about visits made by pupils, teachers and support assistants both from special schools to mainstream schools and from mainstream schools to the special schools. Over two-thirds of special schools in England and Wales responded, the sample reflecting the distribution of types of special schools nationally. Findings indicated that the degree of link activity has been maintained over the years but it is relatively restricted in terms of the number of pupils and staff involved, and there does not seem to be evidence of the strategic use of placements.

Growing Up in Taiwan: Counterfactual Models of Part-Time Work, Romantic Relationships, and Crime among Taiwanese Youth

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2015

Genetic programming for the minimum time swing up and balance control acrobot problem

This work describes how genetic programming is applied to evolving controllers for the minimum time swing up and inverted balance tasks of the continuous state and action: limited torque acrobot. The best swing-up controller is able to swing the acrobot up to a position very close to the inverted ‘handstand’ position in a very short time, shorter than that of Coulom (2004), who applied the same constraints on the applied torque values, and to take only slightly longer than the approach by Lai et al. (2009) where far larger torque values were allowed. The best balance controller is able to balance the acrobot in the inverted position when starting from the balance position for the length of time used in the fitness function in all runs; furthermore, 47 out of 50 of the runs evolve controllers able to maintain the balance position for an extended period, an improvement on the balance controllers generated by Dracopoulos and Nichols (2012), which this paper is extended from. The most successful balance controller is also able to balance the acrobot when starting from a small offset from the balance position for this extended period.

Biocomplementation of SVE to achieve clean-up goals in soils contaminated with toluene and xylene

Soil vapor extraction (SVE) and bioremediation (BR) are two of the most common soil remediation technologies. Their application is widespread; however, both present limitations, namely related to the efficiencies of SVE on organic soils and to the remediation times of some BR processes. This work aimed to study the combination of these two technologies in order to verify the achievement of the legal clean-up goals in soil remediation projects involving seven different simulated soils separately contaminated with toluene and xylene. The remediations consisted of the application of SVE followed by biostimulation. The results show that the combination of these two technologies is effective and manages to achieve the clean-up goals imposed by the Spanish Legislation. Under the experimental conditions used in this work, SVE is sufficient for the remediation of soils, contaminated separately with toluene and xylene, with organic matter contents (OMC) below 4 %. In soils with higher OMC, the use of BR, as a complementary technology, and when the concentration of contaminant in the gas phase of the soil reaches values near 1 mg/L, allows the achievement of the clean-up goals. The OMC was a key parameter because it hindered SVE due to adsorption phenomena but enhanced the BR process because it acted as a microorganism and nutrient source.