989 resultados para Wheatstone bridges


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In recent years, Structural Health Monitoring (SHM) systems have been developed to monitor bridge deterioration, assess real load levels and hence extend bridge life and safety. A road bridge is only safe if the stresses caused by the passing vehicles are less than the capacity of the bridge to resist them. Conventional SHM systems can be used to improve knowledge of the bridges capacity to resist stresses but generally give no information on the causes of any increase in stresses (based on measuring strain). The concept of in Bridge Weigh-in-Motion (B-WIM) is to establish axle loads, without interruption to traffic flow, by using strain sensors at a bridge soffit and subsequently converting the data to real time axle loads or stresses. Recent studies have shown it would be most beneficial to develop a portable system which can be easily attached to existing and new bridge structures for a specified monitoring period. The sensors could then be left in place while the data acquisition can be moved for various other sites. Therefore it is necessary to find accurate sensors capable of capturing peak strains under dynamic load and suitable methods for attaching these strain sensors to existing and new bridge structures. Additionally, it is important to ensure accurate strain transfer between concrete and steel, the adhesives layer and the strain sensor. This paper describes research investigating the suitably of using various sensors for the monitoring of concrete structures under dynamic vehicle load. Electrical resistance strain (ERS) gauges, vibrating wire (VW) gauges and fibre optic sensors (FOS) are commonly used for SHM. A comparative study will be carried out to select a suitable sensor for a bridge Weigh in Motion System. This study will look at fixing methods, durability, scanning rate and accuracy range. Finite element modeling is used to predict the strains which are then validated in laboratory trials.

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Masonry arch bridges are one of the oldest forms of bridge construction and have been around for thousands of years. Brick and stone arch bridges have proven to be highly durable as most of them have remained serviceable after hundreds of years. In contrast, many bridges built of modern materials have required extensive repair and strengthening after being in service for a relatively short part of their design life. This paper describes the structural monitoring of a novel flexible concrete arch known as: FlexiArchTM. This is a bridge system that can be transported as a flat-pack system to form an arch in-situ by the use of a flexible polymeric membrane. The system has been developed under a Knowledge Transfer Partnership between Queen’s University Belfast (QUB) and Macrete Ltd. Tievenameena Bridge in Northern Ireland was a replacement bridge for the Northern Ireland Roads Service and was monitored under different axle loadings using a range of sensors including discrete fiber optic Bragg gratings to measure the change in strain in the arch ring under live loading. This paper discusses the results of a laboratory model study carried out at QUB. A scaled arch system was loaded with a simulated moving axle. Various techniques were used to monitor the arch under the moving axle load with particular emphasis on the interaction of the arch ring and engineered backfill.

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Bridge weigh-in-motion (B-WIM), a system that uses strain sensors to calculate the weights of trucks passing on bridges overhead, requires accurate axle location and speed information for effective performance. The success of a B-WIM system is dependent upon the accuracy of the axle detection method. It is widely recognised that any form of axle detector on the road surface is not ideal for B-WIM applications as it can cause disruption to the traffic (Ojio & Yamada 2002; Zhao et al. 2005; Chatterjee et al. 2006). Sensors under the bridge, that is Nothing-on-Road (NOR) B-WIM, can perform axle detection via data acquisition systems which can detect a peak in strain as the axle passes. The method is often successful, although not all bridges are suitable for NOR B-WIM due to limitations of the system. Significant research has been carried out to further develop the method and the NOR algorithms, but beam-and-slab bridges with deep beams still present a challenge. With these bridges, the slabs are used for axle detection, but peaks in the slab strains are sensitive to the transverse position of wheels on the beam. This next generation B-WIM research project extends the current B-WIM algorithm to the problem of axle detection and safety, thus overcoming the existing limitations in current state-of–the-art technology. Finite Element Analysis was used to determine the critical locations for axle detecting sensors and the findings were then tested in the field. In this paper, alternative strategies for axle detection were determined using Finite Element analysis and the findings were then tested in the field. The site selected for testing was in Loughbrickland, Northern Ireland, along the A1 corridor connecting the two cities of Belfast and Dublin. The structure is on a central route through the island of Ireland and has a high traffic volume which made it an optimum location for the study. Another huge benefit of the chosen location was its close proximity to a nearby self-operated weigh station. To determine the accuracy of the proposed B-WIM system and develop a knowledge base of the traffic load on the structure, a pavement WIM system was also installed on the northbound lane on the approach to the structure. The bridge structure selected for this B-WIM research comprised of 27 pre-cast prestressed concrete Y4-beams, and a cast in-situ concrete deck. The structure, a newly constructed integral bridge, spans 19 m and has an angle of skew of 22.7°.

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Background The diagnosis of gestational diabetes (GDM) during pregnancy can lead to anxiety. Little research has focused on the education these women receive and how this is best delivered in a busy clinic. Aim This study evaluated the impact of an innovative patient-centred educational DVD on anxiety and glycaemic control and in newly diagnosed women with GDM. Method 150 multi-ethnic women, aged 19-44 years, from three UK hospitals were randomised to either standard care plus DVD (DVD group, n=77) or standard care alone (control group, n=73) at GDM diagnosis. Women were followed up at their next clinic visit at a mean ± SD of 2.5 ± 1.6 weeks later. Primary outcomes were anxiety (State-Trait Anxiety Inventory) and mean 1-hour postprandial capillary self-monitored blood glucose for all meals, on day prior to follow-up. Secondary outcomes included pregnancy specific stress (Pregnancy Distress Questionnaire), emotional adjustment to diabetes (Appraisal of Diabetes Scale), self-efficacy (Diabetes Empowerment Scale) and GDM knowledge (non-validated questionnaire). Other outcomes included mean fasting and 1-hour postprandial blood glucose at each meal, on day prior to follow-up. Women in the DVD group completed a feedback questionnaire on the resource. Results No significant difference between the DVD and control group were reported, for anxiety (37.7 ± 11.7 vs 36.2 ± 10.9; mean difference after adjustment for covariates (95%CI) 2.5 (-0.8, 5.9) or for mean 1-hour postprandial glucose (6.9 ± 0.9 vs 7.0 ± 1.2 mmol/L; -0.2 (-0.5, 0.2). Similarly, no significant differences in the other psychosocial variables were identified between the groups. However, the DVD group had significantly lower postprandial breakfast glucose compared to the control group (6.8 ± 1.2 vs 7.4 ± 1.9 mmol/L; -0.5 (-1.1, -<0.1; p=0.04). Using a scale of 0-10, 84% rated the DVD 7 or above for usefulness (10 being very useful), and 88% rated it 7 or above when asked if they would recommend to a friend (10 being very strongly recommend). Women described the DVD as ‘reassuring’, ‘a fantastic tool’, that ‘provided a lot of information in a quick and easy way’ and ‘helped reinforce all the information from clinic’. Discussion While no significant change was observed in anxiety or mean postprandial glucose, the DVD was rated highly by women with GDM and may be a useful resource to assist with educating newly diagnosed women. This project is supported by BRIDGES, an IDF programme supported by an educational grant from Lilly Diabetes.

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In his essay, Anti-Object, Kengo Kuma proposes that architecture cannot and should not be understood as object alone but instead always as series of networks and connections, relationships within space and through form. Some of these relationships are tangible, others are invisible. Stan Allen and James Corner have also called for an architecture that is more performative and operative – ‘less concerned with what buildings look like and more concerned with what they do’ – as means of effecting a more intimate and promiscuous relationship between infrastructure, urbanism and buildings. According to Allen this expanding filed offers a reclamation of some of the areas ceded by architecture following disciplinary specialization:

‘Territory, communication and speed are properly infrastructural problems and architecture as a discipline has developed specific technical means to deal with these variables. Mapping, projection, calculation, notation and visualization are among architecture’s traditional tools for operating at the very large scale’.

The motorway may not look like it – partly because we are no longer accustomed to think about it as such – but it is a site for and of architecture, a territory where architecture can be critical and active. If the limits of the discipline have narrowed, then one of the functions of a school of architecture must be an attempt occupy those areas of the built environment where architecture is no longer, or has yet to reach. If this is a project about reclamation of a landscape, it is also a challenge to some of the boundaries that surround architecture and often confine it, as Kuma suggests, to the appreciation of isolated objects.

M:NI 2014-15
We tend to think of the motorway as a thing or an object, something that has a singular function. Historically this is how it has been seen, with engineers designing bridges and embankments and suchlike with zeal … These objects like the M3 Urban Motorway, Belfast’s own Westway, are beautiful of course, but they have caused considerable damage to the city they were inflicted upon.

Actually, it’s the fact that we have seen the motorway as a solid object that has caused this problem. The motorway actually is a fluid and dynamic thing, and it should be seen as such: in fact it’s not an organ at all but actually tissue – something that connects rather than is. Once we start to see the motorway as tissue, it opens up new propositions about what the motorway is, is used for and does. This new dynamic and connective view unlocks the stasis of the motorway as edifice, and allows adaptation to happen: adaptation to old contexts that were ignored by the planners, and adaptation to new contexts that have arisen because of or in spite of our best efforts.

Motorways as tissue are more than just infrastructures: they are landscapes. These landscapes can be seen as surfaces on which flows take place, not only of cars, buses and lorries, but also of the globalized goods carried and the lifestyles and mobilities enabled. Here the infinite speed of urban change of thought transcends the declared speed limit [70 mph] of the motorway, in that a consignment of bananas can cause soil erosion in Equador, or the delivery of a new iphone can unlock connections and ideas the world over.

So what is this new landscape to be like? It may be a parallax-shifting, cognitive looking glass; a drone scape of energy transformation; a collective farm, or maybe part of a hospital. But what’s for sure, is that it is never fixed nor static: it pulses like a heartbeat through that most bland of landscapes, the countryside. It transmits forces like a Caribbean hurricane creating surf on an Atlantic Storm Beach: alien forces that mutate and re-form these places screaming into new, unclear and unintended futures.

And this future is clear: the future is urban. In this small rural country, motorways as tissue have made the whole of it: countryside, mountain, sea and town, into one singular, homogenous and hyper-connected, generic city.

Goodbye, place. Hello, surface!

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In his essay, Anti-Object, Kengo Kuma proposes that architecture cannot and should not be understood as object alone but instead always as series of networks and connections, relationships within space and through form. Some of these relationships are tangible, others are invisible. Stan Allen and James Corner have also called for an architecture that is more performative and operative – ‘less concerned with what buildings look like and more concerned with what they do’ – as means of effecting a more intimate and promiscuous relationship between infrastructure, urbanism and buildings. According to Allen this expanding filed offers a reclamation of some of the areas ceded by architecture following disciplinary specialization:

‘Territory, communication and speed are properly infrastructural problems and architecture as a discipline has developed specific technical means to deal with these variables. Mapping, projection, calculation, notation and visualization are among architecture’s traditional tools for operating at the very large scale’.

The motorway may not look like it – partly because we are no longer accustomed to think about it as such – but it is a site for and of architecture, a territory where architecture can be critical and active. If the limits of the discipline have narrowed, then one of the functions of a school of architecture must be an attempt occupy those areas of the built environment where architecture is no longer, or has yet to reach. If this is a project about reclamation of a landscape, it is also a challenge to some of the boundaries that surround architecture and often confine it, as Kuma suggests, to the appreciation of isolated objects.

M:NI 2014-15
We tend to think of the motorway as a thing or an object, something that has a singular function. Historically this is how it has been seen, with engineers designing bridges and embankments and suchlike with zeal … These objects like the M3 Urban Motorway, Belfast’s own Westway, are beautiful of course, but they have caused considerable damage to the city they were inflicted upon.

Actually, it’s the fact that we have seen the motorway as a solid object that has caused this problem. The motorway actually is a fluid and dynamic thing, and it should be seen as such: in fact it’s not an organ at all but actually tissue – something that connects rather than is. Once we start to see the motorway as tissue, it opens up new propositions about what the motorway is, is used for and does. This new dynamic and connective view unlocks the stasis of the motorway as edifice, and allows adaptation to happen: adaptation to old contexts that were ignored by the planners, and adaptation to new contexts that have arisen because of or in spite of our best efforts.

Motorways as tissue are more than just infrastructures: they are landscapes. These landscapes can be seen as surfaces on which flows take place, not only of cars, buses and lorries, but also of the globalized goods carried and the lifestyles and mobilities enabled. Here the infinite speed of urban change of thought transcends the declared speed limit [70 mph] of the motorway, in that a consignment of bananas can cause soil erosion in Equador, or the delivery of a new iphone can unlock connections and ideas the world over.

So what is this new landscape to be like? It may be a parallax-shifting, cognitive looking glass; a drone scape of energy transformation; a collective farm, or maybe part of a hospital. But what’s for sure, is that it is never fixed nor static: it pulses like a heartbeat through that most bland of landscapes, the countryside. It transmits forces like a Caribbean hurricane creating surf on an Atlantic Storm Beach: alien forces that mutate and re-form these places screaming into new, unclear and unintended futures.

And this future is clear: the future is urban. In this small rural country, motorways as tissue have made the whole of it: countryside, mountain, sea and town, into one singular, homogenous and hyper-connected, generic city.

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Introduction: Human alpha defensins are a family of neutrophil-derived antimicrobial peptides also known as human neutrophil peptides (HNPs). The defensin family of peptides are characterised by six invariant cysteine residues forming three disulphide bridges. The formation of the correct disulphide pairs complicates the synthesis of full length human alpha defensin and limits its therapeutic potential as an antimicrobial peptide. Objectives: The aim of this study was to determine whether truncated alpha defensins displayed antimicrobial activity against a range of micro-organisms including oral pathogens. Methods: Engineered peptides were synthesised by solid-phase methods using standard Fmoc chemistry. Antibacterial assays were performed using a previously described ultra sensitive radial diffusion method. A total of five engineered defensin peptides and full length alpha defensin were tested for their sensitivity against eight micro-organisms, including Gram negative bacteria, Gram positive bacteria and fungal pathogens Results: Antimicrobial activity was identified as clear zones around peptide-containing wells. Zone diameters were used to calculate minimum inhibitory concentrations (MICs) for each peptide. There was considerable variability in the susceptibility of the micro-organisms to the truncated analogues. Bacillus subtilis and Enterococcus faecalis were sensitive to the majority of the engineered peptides whereas Staphylococcus aureus, Escherichia coli and Candida albicans displayed resistance (defined as an MIC of greater than 250 ug/ml) to the truncated defensins. Of the five engineered peptides synthesised, the 2-aminobenzoic acid (Abz)-containing analogues based on the C-terminal sequence of alpha defensin displayed MIC values closest to that of the full length defensin in 5 out of 8 micro-organisms studied. Conclusion: This study demonstrates that truncated alpha defensins display variable antimicrobial activity against a range of micro-organisms, including oral pathogens. The generation of truncated defensins without disulphide bridges simplifies their synthesis and increases their therapeutic potential.

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Damage detection in bridges using vibration-based methods is an area of growing research interest. Improved assessment
methodologies combined with state-of-the-art sensor technology are rapidly making these approaches applicable for real-world
structures. Applying these techniques to the detection and monitoring of scour around bridge foundations has remained
challenging; however this area has gained attraction in recent years. Several authors have investigated a range of methods but
there is still significant work required to achieve a rounded and widely applicable methodology to detect and monitor scour.This
paper presents a novel Vehicle-Bridge-Soil Dynamic Interaction (VBSDI) model which can be used to simulate the effect of scour
on an integral bridge. The model outputs dynamic signals which can be analysed to determine modal parameters and the variation
of these parameters with respect to scour can be examined.The key novelty of this model is that it is the first numerical model for
simulating scour that combines a realistic vehicle loadingmodel with a robust foundation soil responsemodel.This paper provides a
description of the model development and explains the mathematical theory underlying themodel. Finally a case study application
of the model using typical bridge, soil, and vehicle properties is provided.

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Experience continuously imprints on the brain at all stages of life. The traces it leaves behind can produce perceptual learning [1], which drives adaptive behavior to previously encountered stimuli. Recently, it has been shown that even random noise, a type of sound devoid of acoustic structure, can trigger fast and robust perceptual learning after repeated exposure [2]. Here, by combining psychophysics, electroencephalography (EEG), and modeling, we show that the perceptual learning of noise is associated with evoked potentials, without any salient physical discontinuity or obvious acoustic landmark in the sound. Rather, the potentials appeared whenever a memory trace was observed behaviorally. Such memory-evoked potentials were characterized by early latencies and auditory topographies, consistent with a sensory origin. Furthermore, they were generated even on conditions of diverted attention. The EEG waveforms could be modeled as standard evoked responses to auditory events (N1-P2) [3], triggered by idiosyncratic perceptual features acquired through learning. Thus, we argue that the learning of noise is accompanied by the rapid formation of sharp neural selectivity to arbitrary and complex acoustic patterns, within sensory regions. Such a mechanism bridges the gap between the short-term and longer-term plasticity observed in the learning of noise [2, 4-6]. It could also be key to the processing of natural sounds within auditory cortices [7], suggesting that the neural code for sound source identification will be shaped by experience as well as by acoustics.

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Bridge scour is the number one cause of failure in bridges located over waterways. Scour leads to rapid losses in foundation stiffness and can cause sudden collapse. Previous research on bridge health monitoring has used changes in natural frequency to identify damage in bridge beams. The possibility of using a similar approach to identifying scour is investigated in this paper. To assess if this approach is feasible, it is necessary to establish how scour affects the natural frequency of a bridge, and if it is possible to measure changes in frequency using the bridge dynamic response to a passing vehicle. To address these questions, a novel vehicle–bridge–soil interaction (VBSI) model was developed. By carrying out a modal study in this model, it is shown that for a wide range of possible soil states, there is a clear reduction in the natural frequency of the first mode of the bridge with scour. Moreover, it is shown that the response signals on the bridge from vehicular loading are sufficient to allow these changes in frequency to be detected.

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A formação do estudante de enfermagem em ensino clínico reveste-se de uma importância singular pelo contacto e vivência de situações em contexto, por lhe proporcionar a aquisição, o desenvolvimento e a consolidação de conhecimentos e competências em vários domínios, assim como de socialização com a profissão. O primeiro ensino clínico pelas actividades em contexto com os profissionais de saúde e os utentes é um período de transição particularmente marcante em termos formativos. Nele frequentemente acontece a ruptura nas suas concepções de formação e de aprendizagem, tornando-se num momento de confronto com uma formação que prepara para a incerteza e imprevisibilidade. Nesta investigação pretendemos compreender o que acontece neste período de aprendizagem, partindo da seguinte questão central de investigação: Que significado tem o primeiro ensino clínico no percurso formativo do estudante de enfermagem? O estudo desta questão exigiu o recurso a uma metodologia de natureza qualitativa baseada na estratégia estudo de caso na sua vertente multicasos. Seleccionámos três casos de estudo respectivamente do 1º, do 2º e 3º anos do Curso de Licenciatura em Enfermagem de três planos de estudos de Escolas Superiores de Enfermagem. O caso é constituído por um grupo de estudantes no primeiro ensino clínico hospitalar, enfermeiros e docentes que os orientam. Desenvolvemos uma etnometodologia em que privilegiámos a observação no terreno com participação directa do investigador, recolha documental, entrevistas etnográficas e semi-estruturadas aos vários intervenientes. A análise da informação reunida processou-se pela análise de conteúdo dos dados obtidos num percurso recursivo entre as várias fontes com apoio do programa informático Nvivo 7. Concluímos que o primeiro ensino clínico: é um período de formação estruturante, com forte impacto pela transição que se opera na postura do estudante perante a aprendizagem, pelas propriedades (trans)formativas que as vivências em contexto encerram, independentemente do ano do Curso em que este acontece; a preparação prévia dos estudantes modeliza os domínios da aprendizagem e a profundidade em que ocorre; aprendem de um modo fragmentado sem conseguirem integrar os vários domínios do conhecimento na acção; os estudantes do 1º ano dão mais significado à destreza e rapidez na realização de intervenções prescritas e à aplicação dos princípios teóricos aprendidos; a orientação dos enfermeiros, tutores e docentes é fundamental na mobilização, para a acção, dos conhecimentos teóricos ou na sua aquisição; a vivência das situações em contexto e o ambiente relacional estão entre os factores mais influentes; a prática orientada com atenção individualizada, questionamento, análise e reflexão em díade supervisor-aluno, são fundamentais no desenvolvimento do pensamento crítico; ser supervisor deve ser assumido pelo docente e pelo enfermeiro ou tutor como um trabalho de articulação e proximidade com e no contexto onde o ensino clínico decorre; a resposta adequada às funções específicas de supervisão exige participação activa de equipas de enfermagem mais preparadas e hierarquicamente apoiadas; o docente pelo conhecimento dos estudantes, dos fins e objectivos da formação, pelos desafios e exigência que coloca tem um papel insubstituível. No percurso da investigação novas questões emergiram nomeadamente no que se prende com: os modelos de articulação entre instituições de saúde e escolares; com a formação dos supervisores e; o papel dos pares no início da aprendizagem dos estudantes em contexto clínico.

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O presente trabalho teve como principal objectivo estudar a modificação química heterogénea controlada de fibras de celulose com diferentes reagentes de modo a alterar as suas propriedades de superfície, em especial em termos da criação de um carácter hidrofóbico e lipofóbico, preservando, sempre que possível, as suas propriedades mecânicas e, consequentemente, abrindo novas perspectivas de aplicação. O desenvolvimento do trabalho envolveu três abordagens principais, envolvendo, em cada caso, o estudo de diferentes condições reaccionais. Na primeira abordagem foram utilizados como reagentes de modificação compostos perfluorados, nomeadamente o anidrido trifluoroacético (TFAA), o cloreto de 2,3,4,5,6-pentafluorobenzoílo (PFBz) e o cloreto de 3,3,3- trifluoropropanoílo (TFP), para promover a acilação heterogénea da superfície das fibras. A segunda estratégia usada consistiu na preparação de híbridos de celulose do tipo orgânico-inorgânico classe-II, através da modificação das fibras de celulose com o (3-isocianatopropil)trietoxissilano (ICPTEOS), um reagente organossilano bifuncional. A ligação às fibras de celulose foi efectuada através das funções isocianato e, posteriormente, os grupos etoxissilano foram sujeitos a tratamentos de hidrólise ácida, como tal ou na presença de outros siloxanos, nomeadamente o tetraetoxissilano (TEOS) e o 1H,1H,2H,2Hperfluorodeciltrietoxissilano (PFDTEOS). Finalmente, a última abordagem foi baseada na modificação das fibras com triclorometilssilano (TCMS), através de uma reacção gás-sólido, que dispensou assim o uso de solventes orgânicos. A ocorrência de modificação química foi em cada caso confirmada por Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier e Reflectância Total Atenuada (FTIR-ATR), Análise Elementar (EA) e determinação de ângulos de contacto. Adicionalmente, e dependendo de cada caso específico, diversas outras técnicas foram empregues na caracterização aprofundada dos materiais preparados, nomeadamente Ressonância Magnética Nuclear CPMAS no Estado Sólido (RMN), Espectroscopia de Difracção de Raios-X (XRD), Análise Termogravimétrica (TGA), Espectrometria de Massa de Iões Secundários com Análise de Tempo de Vôo (ToF-SIMS), Espectroscopia Fotoelectrónica de Raios-X (XPS) e Microscopia Electrónica de Varrimento (SEM). Relativamente à acilação das fibras de celulose com reagentes perfluorados, o sucesso da reacção foi comprovado por FTIR-ATR, EA, XPS e ToF-SIMS. Neste contexto, obtiveram-se fibras modificadas possuindo graus de substituição (DS) compreendidos entre 0.006 e 0.39. Verificou-se por XRD que, em geral, mesmo para os valores de DS mais elevados, a cristalinidade das fibras não foi afectada, indicando que a modificação foi limitada às camadas mais superficiais das mesmas ou a regiões amorfas das suas camadas mais internas. Adicionalmente, observou-se por ToF-SIMS que a distribuição dos grupos perfluorados à superfície das fibras foi, de facto, bastante heterogénea. Todos os derivados de celulose perfluorados apresentaram elevada hidrofobicidade e lipofobicidade, tendo-se atingido ângulos de contacto com água e diiodometano de 126º e 104º, respectivamente. Um aspecto interessante relativo a estes materiais é que a elevada omnifobicidade foi observada mesmo para valores de DS muito reduzidos, não se mostrando significativamente afectada pelo aumento dos mesmos. Em consonância, verificou-se por XPS que a cobertura da superfície das fibras de celulose com grupos perfluorados aumentou apenas ligeiramente com o aumento do DS, apontando para a esterificação de camadas mais internas das fibras, associada, neste caso, predominantemente aos seus domínios amorfos. No que diz respeito à estabilidade hidrolítica destes derivados, obtiveram-se dois tipos distintos de comportamento. Por um lado, as fibras de celulose trifluoroacetiladas são facilmente hidrolisáveis em meio neutro, e, por outro, as fibras pentafluorobenzoiladas e trifluoropropanoiladas mostram-se bastante resistentes face a condições de hidrólise em meio neutro e ácido (pH 4), podendo, contudo, ser facilmente hidrolisadas em meio alcalino (pH 9 e 12, para derivados do PFBz e do TFP, respectivamente). Na segunda abordagem verificou-se a ocorrência de reacção por FTIR-ATR e EA. Em geral, a modificação química com ICPTEOS ocorre predominantemente nas zonas mais superficiais das fibras de celulose ou em regiões amorfas. Contudo, em condições reaccionais mais severas (maior quantidade de reagente e tempo de reacção), esta atingiu também regiões cristalinas, afectando, consequentemente, a estrutura cristalina das fibras, como verificado por XRD. Por RMN de 29Si observou-se que após reacção com o ICPTEOS já existiam indícios de alguma hidrólise dos grupos etoxissilano, e que a sua subsequente condensação parcial tinha levado à formação de uma película inorgânica em redor das fibras (verificado por SEM), constituída maioritariamente por estruturas lineares, com uma contribuição mais modesta de estruturas “diméricas” e outras mais ramificadas. Consequentemente, este revestimento inorgânico transformou as fibras de celulose em materiais híbridos com elevada hidrofobicidade (ângulos de contacto com água entre 103-129º). A hidrólise ácida dos restantes grupos etoxissilano, como tal ou na presença de TEOS, originou híbridos de celulose com elevada hidrofilicidade, sendo impossível medirem-se os ângulos de contacto com água dos produtos finais, devido à presença maioritária de grupos silanol (Si-OH) e ligações Si-O-Si à superfície, os quais contribuíram para o consequente aumento de energia de superfície. No entanto, quando a hidrólise foi realizada na presença de PFDTEOS, obtiveram-se materiais híbridos com elevada hidrofobicidade e lipofobicidade (ângulos de contacto com água e diiodometano de 140º e 134º, respectivamente), devido à combinação da presença de grupos perfluorados e micro- e nano-rugosidades na superfície das fibras de celulose, conforme confirmado por SEM. Finalmente, a última abordagem permitiu preparar materiais derivados de celulose altamente hidrofóbicos e lipofóbicos (ângulos de contacto com água e diiodometano de 136º e 109º, respectivamente) por um processo simples, envolvendo tempos de tratamento tão curtos como 0.5 min. Este comportamento omnifóbico foi gerado pelo efeito sinergético entre a diminuição de energia de superfície das fibras, devido à presença de grupos metilo dos resíduos de TCMS ligados a estas, e a condensação dos resíduos de TCMS na forma de micro- e nano-partículas inorgânicas, que levou à criação de um revestimento rugoso à superfície das fibras, conforme observado por RMN de 29Si e SEM, respectivamente. A pré-humidificação das fibras de celulose demonstrou desempenhar um importante papel de “acelerador” dos processos de hidrólise e condensação das moléculas de TCMS. Nestas condições, o tempo de tratamento foi um dos parâmetros mais relevantes, pois para tempos de tratamento muito curtos (0.5 min) os materiais resultantes não apresentaram quaisquer diferenças a nível de propriedades físico-químicas em relação ao substrato de partida (a humidade em excesso consumiu todo o TCMS antes que este conseguisse reagir com os grupos hidroxilo das fibras de celulose), possuindo, por exemplo, valores de ângulos de contacto com água idênticos. Para tempos de tratamento mais longos, como 30 min, os materiais finais apresentaram a maior quantidade de componentes inorgânicos, tal como verificado por EA e TGA. Assim, o controlo da humidade das fibras é imperativo para se poder moldar as propriedades finais dos produtos. Esta última abordagem é particularmente promissora uma vez que tem como base um sistema simples e “verde” que pode ser facilmente implementado. Em conclusão, este trabalho permitiu demonstrar que a modificação química heterogénea controlada das fibras de celulose representa uma iniciativa promissora para a preparação de novos materiais obtidos a partir de recursos renováveis, com propriedades interessantes e passíveis de ser potencialmente aplicados em diferentes áreas. Para além do mais, as estratégias de modificação estudadas podem também ser precursoras de novos estudos que possam vir a ser desenvolvidos dentro do mesmo âmbito.

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Recentemente assiste-se a um crescimento da utilização das tecnologias de informação em diversas áreas, em particular dos dispositivos móveis. Na área da saúde é possível encontrar soluções inovadoras para apoio ao diagnóstico e tratamento de patologias que afectam milhares de pessoas em todo o mundo, como é o caso do risco de amputação em pacientes diabéticos. Aproveitando a existência de um ambiente de interligação telemática entre instituições de saúde Região do Baixo Vouga, o presente trabalho visa implementar o sistema HOPE Wounds na rotina diária de trabalho de profissionais de saúde, em especial médicos e enfermeiros, na prática da prestação de cuidados a pacientes diabéticos, com complicações de pé diabético. A interacção do dispositivo móvel e o ambiente web faz com que este sistema possibilite aceder e gravar diversa informação clínica, como por exemplo o registo fotográfico de feridas em escala temporal. O sistema HOPE Wounds integrado na Rede Telemática da Saúde permite ainda estabelecer a ponte entre profissionais do Centro de Saúde, da Consulta de Especialidade e do Internamento Hospitalar. A receptividade dos profissionais de saúde deixa antever a possibilidade de extensão a outras áreas médicas.

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Nesta tese, realizada no âmbito do Programa Doutoral em Química da Universidade de Aveiro, foram desenvolvidas duas famílias de receptores sintéticos: macrocíclicos baseados na plataforma tetraazacalix[2]areno[2]triazina; e acíclicos construídos a partir de diaminas simples. A plataforma macrocíclica foi decorada nos átomos de azoto em ponte com unidades de reconhecimento molecular contendo fragmentos com grupos amida para o reconhecimento de aniões ou com grupos ácidos carboxílicos para a coordenação de metais de transição. Os receptores acíclicos foram obtidos por acoplamento de diaminas (etilenodiamina, orto-fenilenodiamina ou 2-aminobenzilamina) com uma unidade lipofílica incorporando um anel heterocíclico (derivados de oxadiazole ou furano) e com um derivado isocianato. Estas moléculas assimétricas com um grupo amida e um grupo ureia como unidades de reconhecimento molecular foram avaliadas como receptores e transportadores transmembranares de aniões biologicamente relevantes (Cl- e HCO3-). Os resultados experimentais obtidos serão descritos ao longo de três capítulos, após um primeiro capítulo bibliográfico. No Capítulo 1 começa-se por fazer uma revisão bibliográfica sucinta sobre o desenvolvimento recente de receptores funcionais baseados em azacalixarenos bem como das suas aplicações, designadamente no reconhecimento molecular. Numa segunda parte apresenta-se uma revisão sucinta de receptores derivados de (tio)ureias, relacionados com os receptores sintetizados no âmbito desta tese e com propriedades de reconhecimento e transporte transmembranar de aniões. No Capítulo 2 reporta-se uma série de macrociclos novos com os átomos de azoto em ponte de tetraazacalix[2]areno[2]triazina funcionalizados com bromoacetato de metilo. Foram preparados três novos macrociclos com quatro grupos éster, como braços pendentes, a partir de percursores tetraazacalix[2]areno[2]triazina com os anéis de triazina substituídos com cloro, metilamina ou hexilamina. Os grupos acetato foram hidrolisados em condições básicas, tendo cada um dos derivados dialquilamina originado um composto com quatro grupo carboxílicos, enquanto o análogo diclorado originou uma mistura de compostos com dois grupos carboxílico e com os átomos de cloro substituídos por grupos hidroxilo. Subsequentemente, as propriedades de coordenação dos derivados alquilamina para cobre(II) foram avaliadas por espectroscopia de UV-Vis, tendo-se obtido constantes de estabilidades semelhantes (logk ≈ 6,7). No Capítulo 3 descrevem-se três macrociclos obtidos através da funcionalização dos átomos de azoto em ponte de tetraazacalix[2]areno[2]triazina com grupos amida derivados de N-Boc-etilenodiamina, benzilamina e (S)-metilbenzilamina. A afinidade destes receptores para a série de aniões carboxilato (oxalato, malonato, succinato, glutarato, diglicolato, pimelato, suberato, fumarato, maleato, ftalato e isoftalato) e inorgânicos (Cl-, H2PO4- e SO42-) por titulação de RMN de 1H, foi avaliada. Estes macrociclos conjuntamente com os descritos no Capítulo 2 são os primeiros exemplos reportados na literatura de receptores sintéticos baseados na plataforma de tetraazacalix[2]areno[2]triazina com grupos funcionais nos azotos em ponte. O receptor derivado de N-Boc-etilenodiamina, com oito grupos N-H, entre os três receptores, é o que apresenta maior afinidade para os aniões estudados. No Capítulo 4 é descrita a síntese 59 compostos acíclicos (vide supra) obtidos em três passos de síntese com bons rendimentos. No design desta biblioteca de moléculas a afinidade para aniões dos grupos ureia foi modelada pela inserção de diferentes substituintes arilo ou alquilo, com propriedades electrónicas distintas. A introdução destes grupos em conjugação com um anel de oxadiazole ou furano permitiu também modelar a lipofília destes compostos. A afinidade destes receptores para aniões cloreto e bicarbonato, e em alguns casos para fumarato e maleato, foi investigada por titulação de RMN de 1H. Estes compostos apresentaram constantes de associações compatíveis com o transporte transmembranar de cloreto. Por outro lado estes receptores apresentaram afinidades elevadas para fumarato e maleato, com seletividade para este último. São também discutidos os resultados dos ensaios de transporte de cloreto por estes receptores através de vesículas de em POPC. No Capítulo 5 encontram-se as conclusões gerais desta tese de Doutoramento. No Capitulo 6 encontram-se os dados espectroscópicos e os restantes detalhes experimentais para todos os compostos sintetizados.

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Autistic adults with limited speech and additional learning disabilities are people whose perceptions and interactions with their environment are unique, but whose experiences are under-explored in design research. This PhD by Practice investigates how people with autism experience their home environment through a collaboration with the autism charity Kingwood Trust, which gave the designer extensive access to a community of autistic adults that it supports. The PhD reflects upon a neurotypical designer’s approach to working with autistic adults to investigate their relationship with the environment. It identifies and develops collaborative design tools for autistic adults, their support staff and family members to be involved. The PhD presents three design studies that explore a person’s interaction with three environmental contexts of the home i.e. garden, everyday objects and interiors. A strengths-based rather than a deficit-based approach is adopted which draws upon an autistic person’s sensory preferences, special interests and action capabilities, to unravel what discomfort and delight might mean for an autistic person; this approach is translated into three design solutions to enhance their experience at home. By working beyond the boundaries of a neurotypical culture, the PhD bridges the autistic and neurotypical worlds of experience and draws upon what the mainstream design field can learn from designing with autistic people with additional learning disabilities. It also provides insights into the subjective experiences of people who have very different ways of seeing, doing and being in the environment