Thermal dependence of the zero-bias conductance through a nanostructure

We show that the conductance of a quantum wire side-coupled to a quantum dot, with a gate potential favoring the formation of a dot magnetic moment, is a universal function of the temperature. Universality prevails even if the currents through the dot and the wire interfere. We apply this result to the experimental data of Sato et al. (Phys. Rev. Lett., 95 (2005) 066801). Copyright (C) EPLA, 2009

Structural and spectroscopic characterization of poly(styrene sulfonate) films doped with neodymium ions

This work reports the structural and spectroscopy characterization of poly(styrene sulfonate) (PSS) films doped with neodymium (Nd) ions. Nd-PSS films were processed using the acid of poly(styrene sulfonate) - H-PSS and neodymium nitrate - Nd(NO(3))(3); the maximum incorporation of Nd ions in the polymeric matrix was equal 19.3%. The absorption in the UV-Vis-NIR spectral region presents typical electronic transitions of Nd 3, ions, with well resolved peaks. The infrared spectra present the transition bands of PSS with characteristic line shape broadening, and the presence of vibrational modes of N-O groups in the range of 1400-720 cm(-1), prove the permanence of Nd(NO(3))(x), with x = 1, 2 and/or 3. in the H-PSS matrix. UV-Vis site selective photoluminescence data indicate that the incorporation of Nd 31 introduces a blue shift in PSS emission (325-800 nm), decreasing the interaction between adjacent PSS lateral groups (aromatic rings). Nd(3+) reabsorption and energy transfer effects between the PSS matrix and Nd(3+) were also observed. The IR emission of Nd-PSS films at 1076 rim ((4)F(3/2) -> (4)I(11/2)) present constant efficiency, independent on Nd(3+) concentration. The Judd-Ofelt theory was employed to analyze radiative properties. The excitation spectra prove the energy transfer between the polymeric matrix and Nd(3+). Complex impedance data was used to probe relaxation processes during the charge transport within the polymeric matrix. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Protein Assembly onto Cationic Supported Bilayers

Cationic supported bilayers on latex are useful to isolate and immobilize oppositely charged proteins as a monomolecular layer over a range of low protein concentrations and particle number densities. Cholera toxin (CT) from Vibrio cholerae, an 87 kDa AB(5) hexameric protein and bovine serum albumin (BSA) self-assembled on dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) supported bilayers with high affinity yielding highly organized and monodisperse particulates at 5 x 10(9) particles/mL, over a range of low protein concentrations (0-0.025 mg/mL BSA or CT). Protein association onto the bilayer-covered polystyrene sulfate (PSS) was determined from adsorption isotherms, dynamic light scattering for size distributions and zeta-potential analysis revealing a monomolecular, thin and highly organized protein layer surrounding each particle with potential for biospecific recognition such as antigen-antibody, receptor-ligand, hybridization of oligonucleotide sequences, all of them important in immunodiagnosis, selective biomolecular chromatographic separations, microarrays design and others.

Interactions between Bacteriophage DNA and Cationic Biomimetic Particles

The interaction between giant bacteriophage DNA and cationic biomimetic particles was characterized from sizing by dynamic light-scattering, zeta-potential analysis, turbidimetry, determination of colloid stability, visualization from atomic force microscopy (AFM), and determination of cytotoxicity against E. coli from colony forming unities counting. First, polystyrene sulfate (PSS) particles with different sizes were covered by a dioctadecyldimethylammonium bromide (DODAB) bilayer yielding the so-called cationic biomimetic particles (PSS/DODAB). These cationic particles are highly organized, present a narrow size distribution and were obtained over a range of particle sizes. Thereafter, upon adding lambda, T5 or T2-DNA to PSS/DODAB particles, supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA were obtained and characterized over a range of DNA concentrations and particle sizes (80-700 nm). Over the low DNA concentration range, PSS/DODAB/DNA assemblies were cationic, colloidally stable with moderate polydispersity and highly cytotoxic against E. coli. From DNA concentration corresponding to charge neutralization, neutral or anionic supramolecular assemblies PSS/DODAB/DNA exhibited low colloid stability, high polydispersity and moderate cytotoxicity. Some nucleosome mimetic assemblies were observed by AFM at charge neutralization (zeta-potential equal to zero).

Nanoparticle Platform to Modulate Reaction Mechanism of Phenothiazine Photosensitizers

Herein, we report on the synthesis of photosensitizing nanoparticles in which the generation of different oxidizing species, i.e., singlet oxygen ((1)O(2)) or radicals, was modulated. Sol gel and surface chemistry were used to obtain nanoparticles with specific ratios of dimer to monomer species of phenothiazine photosensitizers (PSs). Due to competition between the reactions involving electron transfer within dimer species and energy transfer from monomer triplets to oxygen, the efficiency of (1)O(2) generation could be controlled. Nanoparticles with an excess of dimer have an (1)O(2) generation efficiency (S(Delta)) of 0.01 while those without dimer have a S, value of 0.4. Furthermore, we demonstrate that the PS properties of the nanoparticles are not subjected to interference from the external medium as is commonly the case for free PSs, i.e., PS ground and triplet states are not reduced by NADH and ascorbate, respectively, and singlet excited states are less suppressed by bromide. The modulated (1)O(2) generation and the PS protection from external interferences make this nanoparticle platform a promising tool to aid in performing mechanistic studies in biological systems. Also, it offers potential application in technological areas in which photo-induced processes take place.

Role of Polyelectrolyte for Layer-by-Layer Compact TiO(2) Films in Efficiency Enhanced Dye-Sensitized Solar Cells

Efficient compact TiO(2) films using different polyeleetrolytes are prepared by the layer-by-layer technique (LbL) and applied as an effective contact and blocking film in dye-sensitized solar cells (DSCs). The polyanion thermal stability plays a major role on the compact layers, which decreases back electron transfer processes and current losses at the FTO/TiO(2) interface. FESEM images show that polyelectrolytes such is sodium sullonated polystyrene (PSS) and sulfonated lignin (SE), in comparison to poly(acrylic acid) (FAA), ensure an adequate morphology for the LbL TiO(2) layer deposited before the mesoporous film, even triter the sintering step at 450 degrees C. The so treated photoanode in DSCs leads to a 30% improvement On the overall conversion efficiency. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is employed to ascertain the role of die compact films with such polyelectrolytes. The significant increase in V(oc) of the solar cells with adequate polyelectrolytes in the LbL TiO(2) films shows their pivotal role in decreasing the electron recombination at the FTO surface and enhancing the electrical contact of FTO with the mesoporous TiO(2) layer.

Layer-by-layer TiO(2) films as efficient blocking layers in dye-sensitized solar cells

Charge recombination at the conductor substrate/electrolyte interface has been prevented by using efficient blocking layers of TiO(2) compact films in dye-sensitized solar cell photoanodes. Compact blocking layers have been deposited before the mesoporous TiO(2) film by the layer-by-layer technique using titania nanoparticles as cations and sodium sulfonated polystyrene, PSS, as a polyanion. The TiO(2)/PSS blocking layer in a DSC prevents the physical contact of FTO and the electrolyte and leads to a 28% increase in the cell`s overall conversion efficiency, from 5.7% to 7.3%. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Using Polycarbonate Membranes as Templates for the Preparation of Au Nanostructures for Surface-Enhanced Raman Scattering

Polycarbonate membranes (PCM) of various pores sizes (400, 200, 100 and 50 nm) were used as templates for gold deposition. The electrodeposition from gold ions resulted in the formation of gold nanotubes when large pores size PCMs (400 and 200 nm) were used. On the other hand, gold nanowires were predominant for the PCMs with smaller pores size (100 and 50 nm). Surface-enhanced Raman scattering (SERS) from the probe molecule 4-mercaptopyridine (4-MPy) was obtained from all these nanostructures. The SERS efficiency of the substrates produced using the PC M templates were compared to two commonly used SERS platforms: a roughened gold electrode and gold nanostructures electrodeposited through organized polystyrene spheres (PSS). The SERS signal of the probe molecule increased as the pore diameter of the PCM template decreased. Moreover, the SERS efficiency from the nanostructures produced using 50 nm PCM templates was four and two times better than the signal from the roughened gold electrode and the PSS template, respectively. The SERS substrates prepared using PCM templates were more homogenous over a larger area (ca. 1 cm(2)), presented better spatial and sample to sample reproducibility than the other substrates. These results show that SERS substrates prepared using PCM templates are promising for the fabrication of planar SERS platforms for analytical/bioanalytical applications.

Gli studi italiani sulla regina Cristina di Svezia negli ultimi cinquant'anni

Queen Christina of Sweden (1626-1689)) is probably the most important individual to directly link the cultures of Sweden and Italy, and thus fascinate scholars over the last four centuries. In the last fifty years, research on and interest in this monarch has been particularly intense. This has led to current international scientific debate concerning all the different cultural expressions in which Queen Cristina was particularly involved. However, until now there has been lacking a comprehensive work to illustrate the development of scientific research in Italian on Queen Christina. This article, therefore, without claiming to be exhaustive, aims to fill this gap by identifying the main direction of current research. The article, after briefly introducing previous works (both Italian and Swedish), demonstrates how the first major renaissance of international studies on Queen Cristina took place in Sweden in the early 1960s. Even more important was the subsequent turning point in 1989, when the tercentenary of the death of Queen Christina was celebrated and the Azzolino Collection at the Biblioteca Comunale in Jesi was opened. The article focuses on the studies in Italian during this latter period. To make the exposition more organic and, importantly, more accessible to those readers interested in only one particular aspect of the scientific studies about Queen Christina, the studies in Italian since 1689 are divided into different subject areas.

Uma ferramenta para automação da geração do leiaute de circuitos analógicos sobre uma matriz de transistores MOS pré-difundidos

Este trabalho apresenta o LIT, uma ferramenta de auxílio ao projeto de circuitos integrados analógicos que utiliza a técnica da associação trapezoidal de transistores (TAT) sobre uma matriz digital pré-difundida. A principal característica é a conversão de cada transistor simples de um circuito analógico em uma associação TAT equivalente, seguido da síntese automática do leiaute da associação séria-paralela de transistores. A ferramenta é baseada na matriz SOT (sea-of-transistors), cuja arquitetura é voltada para o projeto de circuitos digitais. A matriz é formada somente por transistores unitários de canal curto de dimensões fixas. Através da técnica TAT, entretanto, é possível criar associações série-paralelas cujo comportamento DC aproxima-se dos transistores de dimensões diferentes dos unitários. O LIT é capaz de gerar automaticamente o leiaute da matriz SOT e dos TATs, além de células analógicas básicas, como par diferencial e espelho de corrente, respeitando as regras de casamento de transistores. O cálculo dos TATs equivalentes também é realizado pela ferramenta. Ela permite a interação com o usuário no momento da escolha da melhor associação. Uma lista de possíveis associações é fornecida, cabendo ao projetista escolher a melhor. Além disso, foi incluído na ferramenta um ambiente gráfico para posicionamento das células sobre a matriz e um roteador global automático. Com isso, é possível realizar todo o fluxo de projeto de um circuito analógico com TATs dentro do mesmo ambiente, sem a necessidade de migração para outras ferramentas. Foi realizado também um estudo sobre o cálculo do TAT equivalente, sendo que dois métodos foram implementados: aproximação por resistores lineares (válida para transistores unitários de canal longo) e aproximação pelo modelo analítico da corrente de dreno através do modelo BSIM3. Três diferentes critérios para a escolha da melhor associação foram abordados e discutidos: menor diferença de corrente entre o TAT e o transistor simples, menor número de transistores unitários e menor condutância de saída. Como circuito de teste, foi realizado o projeto com TATs de um amplificador operacional de dois estágios (amplificador Miller) e a sua comparação com o mesmo projeto utilizando transistores full-custom. Os resultados demonstram que se pode obter bons resultados usando esta técnica, principalmente em termos de desempenho em freqüência. A contribuição da ferramenta LIT ao projeto de circuitos analógicos reside na redução do tempo de projeto, sendo que as tarefas mais suscetíveis a erro são automatizadas, como a geração do leiaute da matriz e das células e o roteamento global. O ambiente de projeto, totalmente gráfico, permite que mesmo projetistas analógicos menos experientes realizem projetos com rapidez e qualidade. Além disso, a ferramenta também pode ser usada para fins educacionais, já que as facilidades proporcionadas ajudam na compreensão da metodologia de projeto.

Matéria orgânica e características físicas, químicas, mineralógicas e espectrais de latossolos de diferentes ambientes

A matéria orgânica é de grande importância em solos tropicais e subtropicais, pois influencia em suas propriedades físicas, químicas, biológicas, mineralógicas e espectrais. O clima e a interação da matéria orgânica com a fração mineral apresentam um papel fundamental nas relações que envolvem o acúmulo, estabilização e qualidade da matéria orgânica no solo. Nesse sentido, no estudo 1, investigou-se a qualidade da matéria orgânica, a partir de sua caracterização por espectroscopia de ressonância magnética nuclear do 13C, ao longo de uma climossequência de Latossolos do Rio Grande do Sul. O teor de matéria orgânica foi influenciado pelas condições climáticas aumentando seu teor no solo conforme aumentou a relação PMA/PET (quociente da precipitação média anual e potencial de evapotranspiração). O grupo C-O-alquil apresentou a maior contribuição nos espectros de RMN do 13C, sendo que as maiores proporções ocorreram nos horizontes superficiais dos solos de ambientes mais frios e úmidos. Os índices de humificação testados foram eficientes para avaliar o grau de humificação na climossequência. No estudo 2, o principal objetivo foi analisar a influência dos teores e da qualidade da matéria orgânica e da mineralogia sobre o comportamento espectral de Latossolos de diferentes ambientes. Os resultados obtidos demonstram que a técnica de espectrorradiometria do solo pode auxiliar na identificação e mesmo na quantificação de atributos do solo como teor de matéria orgânica e óxidos de ferro. As correlações significativas entre reflectância e os teores de matéria orgânica e os índices de humificação obtidas pela espectroscopia de RMN do 13C mostraram ser promissoras e necessitam de estudos mais aprofundados para estabelecimento de índices que possam auxiliar no entendimento da qualidade da matéria orgânica do solo.

Centralidade espacial : uma nova operacionalização do modelo baseada em um Sistema de Informações Geográficas

Neste trabalho realizou-se a vinculação entre o Modelo de Centralidade e um Sistema de Informações Geográficas. A motivação para a realização dessa tarefa surgiu do reconhecimento de que as principais ferramentas utilizadas atualmente em análises espaciais urbanas – Modelos Urbanos e SIGs – apresentam sérias limitações, e que sua união em uma nova ferramenta pode superar muitas dessas limitações. Propôs-se então uma estrutura básica de Sistemas de Suporte ao Planejamento (PSS) que fosse capaz de oferecer suporte efetivo às diversas etapas do processo de planejamento. Essa estrutura serve como base de apoio para a construção da nova ferramenta, cujo objetivo foi testar duas hipóteses: a) A união de Sistemas de Informação Geográficas e o Modelo de Centralidade pode aumentar a qualidade de análises espaciais urbanas, através de aspectos como visualização e precisão dos resultados, e rapidez, facilidade e flexibilidade na realização das análises. b) Sistemas de Informações Geográficas podem contribuir para operacionalizar novos aportes teóricos no Modelo de Centralidade, principalmente através das capacidades de manipulação de elementos espaciais A ferramenta foi construída através de rotinas de personalização do ArcView (scripts), em conjunto com módulos analíticos externos, em forma de DLL, construídos em Delphi. Os scripts se encarregam de compilar os dados necessários à análise de Centralidade, referentes ao traçado e à quantidade e qualidade das formas edificadas, e alimenta o módulo analítico com as informações necessárias. Este as processa e retorna os resultados aos scripts, que então preenchem as tabelas de atributos referentes às unidades espaciais, deixando-as prontas para serem submetidas aos procedimentos de geração de mapas e cruzamentos de dados usualmente realizadas pelos SIGs “comuns”. Para testar a hipótese “a”, realizou-se um estudo de caso na cidade de Pato Branco (PR) para avaliar o desempenho da ferramenta quando aplicada a uma situação próxima da realidade. O desempenho da ferramenta mostrou-se bastante satisfatório, quando comparado com o método tradicional de análise da Centralidade. A organização dos dados foi beneficiada, assim como o tempo de realização das análises, aumentando a flexibilidade para a realização de testes com diferentes configurações. Para testar a hipótese “b”, propôs-se uma pequena alteração no Modelo de Centralidade, que atribuiu pesos diferenciados às conexões entre elementos espaciais, como forma de tentar superar algumas das limitações das representações utilizadas até o momento. Dessa forma, os ângulos entre os trechos de logradouros passaram a definir custos diferenciados entre trechos, que por sua vez influenciavam na determinação dos caminhos mínimos entre trechos, dado essencial para o conceito de Centralidade Ficou provado então que é possível operacionalizar novos aportes teóricos ao modelo de Centralidade utilizando as capacidades de manipulação de dados espaciais oferecidas pelos SIGs, ainda que a validade do aporte utilizado neste trabalho não tenha sido testada. Outras conclusões do estudo são a adequação da estrutura modular da ferramenta, a necessidade de bases de dados completas e adequadas desde o ponto de vista do modelo de dados, e o reconhecimento de um vasto campo de experimentações a serem feitas como evolução natural das idéias apresentadas aqui.

Filmes finos dielétricos para a tecnologia do silício : processamento térmico e caracterização

O rápido avanço tecnológico coloca a tecnologia do Si diante de um grande desafio: substituir o dielétrico de porta utilizado por mais de 40 anos em dispositivos MOSFET (transistor de efeito de campo metal-óxido-semicondutor), o óxido de silício (SiO2), por um material alternativo com maior constante dielétrica. Nesse contexto, vários materiais têm sido investigados. Nesta tese concentramos nossa atenção em três candidatos: o óxido de alumínio (Al2O3), o silicato de zircônio (ZrSixOy) e o aluminato de zircônio (ZrAlxOy). Nossos resultados experimentais baseiam-se em técnicas de análise com feixes de íons ou raios-X e de microscopia de força atômica. No caso do Al2O3, investigamos a difusão e reação de oxigênio através de filmes relativamente espessos (35 nm) quando submetidos a tratamento térmico em atmosfera oxidante, e os efeitos que esses processos provocam em filmes finos (6,5 nm) de Al2O3 depositados sobre uma estrutura SiO2/Si. Observamos que o processo de difusão-reação em filmes de Al2O3 é diferente do observado em filmes de SiO2: no primeiro caso, oxigênio difunde e incorpora-se em todo o volume do filme, enquanto que em filmes de SiO2, oxigênio difunde através do filme, sem incorporar-se em seu volume, em direção à interface SiO2/Si, onde reage. Além disso, quando oxigênio atinge a interface Al2O3/Si e reage com o Si, além da formação de SiO2, parte do Si migra em direção ao Al2O3, deslocando parte dos átomos de Al e de O. Modelos baseados em difusão e reação foram capazes de descrever qualitativamente os resultados experimentais em ambos os casos. A deposição de filmes de Al2O3 sobre Si por deposição química de camada atômica a partir de vapor também foi investigada, e uma nova rotina de deposição baseada em préexposição dos substratos de Si ao precursor de Al foi proposta. As estruturas ZrSixOy/Si e ZrAlxOy/Si (ligas pseudobinárias (ZrO2)z(SiO2)1-z e (ZrO2)z(Al2O3)1-z depositadas sobre Si) foram submetidas a tratamentos térmicos em oxigênio ou vácuo com o objetivo de investigar possíveis instabilidades. Os tratamentos térmicos não provocaram instabilidades na distribuição de Zr, mas migração e incorporação de Si no filme dielétrico foram observadas durante os dois tratamentos para ambos os materiais.

Síntese e enriquecimento enantiomérico via catálise enzimática do sistema 5-bromo-12-oxa-pentaciclo[6.2.16,9.12,7.12,10]dodeca-4-eno-3-endo-ol e derivados. RMN de 1H e 13C: correlação de parâmetros teóricos e experimentais

Partindo de ciclopentadieno, ciclohexadieno, p-benzoquinona e 2,5-dibromo-pbenzoquinona, os adutos 1, 5, 30 e 31 foram sintetizados. Os adutos 1, 5 e 30 foram utilizados como produtos de partida para a síntese de 13 (treze) novos compostos, em sua maioria com potenciais características para apresentarem atividade biológica inibidora de glicosidases e reguladora da liberação de Insulina no sangue. O aduto 31 é inédito na literatura até o momento. Cinco novas propostas de mecanismos são apresentadas. Os álcoois racêmicos 6 e 29 foram submetidos a reações de transesterificação catalisadas por lipase de Pseudomonas cepacia em diferentes preparações e seus enantiômeros separados com enantiosseletividade (E) maior que 100 em todos os casos. Este processo resultou, também, na obtenção dos respectivos acetatos 43 e 44 enantiomericamente puros e com excelentes rendimentos químicos. Os compostos 6, 29 e 34 depois de terem suas estruturas moleculares resolvidas através dos métodos espectroscópicos de rotina, tiveram suas estruturas moleculares calculadas pelo método ab initio e por Funcionais de Densidade. As geometrias otimizadas foram submetidas ao método GIAO para o cálculo dos tensores de blindagem magnética isotrópica. Estes cálculos mostraram-se eficazes na descrição dos deslocamentos químicos da maioria dos átomos, incluindo os dos anéis ciclopropanos presentes nas estruturas moleculares de cada composto. Algumas dificuldades foram encontradas para a descrição do sistema vinílico halogenado dos álcoois 6 e 29. Foram utilizadas moléculas modelo para verificar a extensão de tais dificuldades.