Elaboration et caractérisation des nanocristaux de Zn F O enfouis 1-x x dans des diélectriques pour des applications en spin-électronique

Tese de Doutoramento em Ciências - Especialidade em Física

Adecuación de catalizadores zeolíticos para su aplicación en síntesis de productos químicos finos y catálisis ambiental

La catálisis es la ciencia estratégica por excelencia ya que de ella depende todo el desarrollo de la industria. Si se analiza toda la química y la petroquímica en el mundo se verá que el impacto de ésta alcanza al 50 % en ahorro de material, energía y disminución de sustancias peligrosas para el ambiente. En catálisis heterogénea se emplean materiales sólidos o productos químicos sólidos que poseen un elevado valor de mercado en función de su especificidad. La preparación de dichos materiales involucra principalmente la química del estado sólido y fenómenos de adhesión, gas-sólido y líquido-sólido. Asimismo, presentan una textura complicada y un área superficial bien desarrollada cuya manufactura implica la química coloidal y varios fenómenos de interfase relacionados con la adición, difusión y procesos de movilidad en los sólidos o en sus superficies. Algunos científicos consideran que hacer un catalizador, además de ser una ciencia, es un arte. En este sentido, preparar catalizadores con elevada actividad, selectividad y prolongada vida útil, requiere incrementar el conocimiento de las bases científicas para el desarrollo de diferentes métodos de preparación así como también atender a la actividad inherente a sus componentes (composición química), la estructura física del catalizador, la resistencia mecánica (estabilidad) y las condiciones operativas de la reacción. En función de lo antedicho, cabe señalar que los objetivos de esta investigación son: adecuar y modificar catalizadores zeolíticos selectores de forma según la necesidad del proceso a encarar; y aplicarlos a reacciones de síntesis de productos químicos finos y especialidades, y a procesos catalíticos que involucren el mejoramiento de la calidad del medio ambiente. Para la realización de este plan de trabajo se estudiará el efecto de las condiciones de intercambio en el desarrollo de catalizadores con funciones activas del tipo protónico, amonio, Zn, Ga, Mn, Ni, PB, Mo, Cu, W. También, se tendrá en cuenta su caracterización fisicoquímica y aplicación en reacciones de química fina y catálisis ambiental, tales como: sustitución de aromática electrofílica de anilina con metanol; transalquilación de naftaleno con mesitileno; oxidación de 2 metil naftaleno hacia 2 metil 1,4 naftoquinona (vitamina K3); transformación de residuos plásticos (polietileno, polipropileno y copolimero etileno-polipropileno) en hidrocarburos aromáticos; relación naturaleza sitio activo y actividad catalítica.

Estudos sobre a nutrição mineral do arroz: XVIII - efeito das deficiências de macro e micronutrientes e da toxidez de alumínio, cloro e manganês na morfologia, crescimento, produção e composição mineral das variedades IAC-164 e IAC-165 cultivadas em solução nutritiva

O arroz das variedades IAC-164 e IAC 165, foi cultivado em solução nutritiva (Hoagland nº 2) completa, com deficiência de N, P, K, Ca, Mg, S, B, Cu e Zn e com excesso de Al, Cl e Mn. Foram observados sintomas associados aos desequilíbrios nutricionais provocados pelos tratamentos. A produção de matéria seca na var. IAC -164 foi afetada pelos tratamentos na seguinte ordem: -N, -K, -P, -Mg, -B, -Ca -Zn, -S e -Cu; no caso da var. IAC-165 observou-se: -B, -N, -P, -K, -Mg, -Ca, -S e -Zn. Não houve produção de grãos nos tratamentos -Ca e -B. Os excessos Al, Cl e Mn afetaram significativamente a produção de matéria seca, sendo o efeito prejudicial do Mn maior que o do Al. A variedade IAC-164 foi mais afetada pela toxidez de Al e Cl. Consideram-se adequados os seguintes teores, encontrados na lâmina das folhas medianas por ocasião do perfilhamento pleno, respectivamente para as variedades IAC-164 e IAC-165: N -2,32 e 2,70%; P -0,28 e 0,49; K -2,83 e 4,21; Ca -0,94 e 0,94; Mg -0,93 e 0,88; S -0,13 e 0,16%.

Estudos sobre a nutrição mineral do arroz: XXI - efeito das deficiências e excessos minerais na atividade da redútase de nitrato foliar e no teor de proteina dos grãos (nota prévia)

Plantas de arroz das variedades IAC-164 e IAC-165 foram cultivadas em solução nutritiva (nº 2 de Hoagland), completa com deficiência de macronutrientes e de B, Cu e Zn e com excesso de Al e Cl. No fim do ciclo, foi determinada a atividade da redútase de nitrato (RNO3) nas folhas, e após a maturação, foi determinado o teor de proteína bruta dos grãos. Nas duas variedades verificou-se que a atividade enzimática foi diminuída pelas deficiências de N, P, K e pela toxidez de Al e Cl; na IAC-164 a carência de S teve o mesmo efeito depressivo; na IAC-I65, além do efeito mencionado, houve o da falta de Mg. O teor de proteína bruta nos grãos diminuiu com as deficiências de N, P, Se Cu e com a toxidez de Al; aumentou aparentemente nos tratamentos com deficiência de K e Mg. Foi encontrada correlação entre atividade de RNO3 e teor proteico dos grãos quando os dados relativos aos tratamentos -K e -Mg não foram considerados.

Estudo comparativo entre fatores químicos na produção de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) em dois tipos de solos, em casa de vegetação

Foram realizados experimentos em casa-de-vegetação na ESALQ-USP, em Piracicaba, SP, com vasos contendo 2,5 litros de amostra de terra do horizonte A e B2 de um Oxisol (LR) e um Alfisol (PVp), sem e com calagem e adubação mineral, para verificar quais os fatores químicos-nutricionais em deficiência no horizonte B2 dos solos, comparados com o horizonte superficial, deverão ser considerados para a exploração adequada do potencial genético de produção do feijoeiro Aroana 80. Pode ser verificado que a saturação do complexo de troca com bases, e a consequente redução na saturação em Al não foi suficiente para alcançar uma produção adequada de grãos. Através da avaliação dos teores relativos e de relações entre nutrientes, pode ser constatada a necessidade de consideração genérica dos teores de P, Mg e das relações P/Zn, N/Zn, Mg/Cu e P/Fe, além dos teores e relações específicas a cada solo, considerando um estado nutricional padrão para a variedade. Em solos corrigidos e adubados os micronutrientes devem ser considerados, como também a matéria orgânica no horizonte B2, que apareceu com níveis abaixo do necessário para suprir o complexo organo-argiloso.

Correlações entre as concentrações de nutrientes, alumínio e sódio nas folhas de "Coast Cross nº 1" e a análise física e química de um Latossolo vermelho amarelo II: Concentração de nitrogênio e fósforo

Foi realizado um levantamento em 41 pontos de um Latossolo Vermelho Amarelo, com amostragem de solo e folhas da forrageira "Coast Cross Nº 1", objetivando o estudo de correlações entre as concentrações de nutrientes, alumínio e sódio nas folhas e as análises químicas do solo. As folhas foram secas e analisadas para N, P. As amostras de solo foram secas e analisadas pelos seguintes métodos: índices pH (água e CaCl2 0,01 M), matéria orgânica (digestão úmida) , P, K, B, Cu, Fe, Mn, Zn e Na pelo extrator de Mehlich. P através de resina iônica. Ca, Mg e Al pelo KC1 1 N. As frações granulométricas foram dispersas por NaOH 0,1 Ne separadas pelo método da pipeta. Foram observadas correlações entre as concentrações de elementos nas folhas e as determinações no solo. Nitrogênio nas folhas correlacionou-se negativamente com fósforo do solo e positivamente com manganês e enxofre. Fósforo nas folhas correlacionou-se negativamente com cálcio do solo.

Statistical Analysis of Eco-Toxicologic Data of Mammals from a Polluted Area

Several eco-toxicological studies have shown that insectivorous mammals, due to theirfeeding habits, easily accumulate high amounts of pollutants in relation to other mammal species. To assess the bio-accumulation levels of toxic metals and their in°uenceon essential metals, we quantified the concentration of 19 elements (Ca, K, Fe, B, P,S, Na, Al, Zn, Ba, Rb, Sr, Cu, Mn, Hg, Cd, Mo, Cr and Pb) in bones of 105 greaterwhite-toothed shrews (Crocidura russula) from a polluted (Ebro Delta) and a control(Medas Islands) area. Since chemical contents of a bio-indicator are mainly compositional data, conventional statistical analyses currently used in eco-toxicology can givemisleading results. Therefore, to improve the interpretation of the data obtained, weused statistical techniques for compositional data analysis to define groups of metalsand to evaluate the relationships between them, from an inter-population viewpoint.Hypothesis testing on the adequate balance-coordinates allow us to confirm intuitionbased hypothesis and some previous results. The main statistical goal was to test equalmeans of balance-coordinates for the two defined populations. After checking normality,one-way ANOVA or Mann-Whitney tests were carried out for the inter-group balances

Interacció de metalls pesants sobre els càlculs renals. Àrea d’estudi: Flix

La litiasi renal (pedres de ronyó) és un desordre molt comú en països industrialitzats, als que aproximadament un 12% de la població desenvoluparà un càlcul renal al llarg de la seva vida. Aquestes xifres, però, varien molt en funció de diferents factors, com ara la zona geogràfica, el clima o l’alimentació. A Espanya, la urolitiasi té una prevalença al voltant del 4% amb una taxa d’incidència del 0,27%, i es produeixen uns 105.000 nous casos cada any. D’aquests, aproximadament una quarta part necessitarà una actuació urològica. L’índex d’incidència més gran es dóna entre els 30 i 60 anys, amb un clar predomini en els homes. A més, s’ha vist una correlació en l’augment de la freqüència de pedres en països desenvolupats amb l’increment de la riquesa i de la despesa en aliments per càpita. En el present estudi, es vol determinar una possible correlació entre els metalls pesants i la formació de pedres de ronyó. Els metalls pesants que s’investiguen són: zinc (Zn), plom (Pb) i coure (Cu). Tots ells poden introduir-se al cos humà per la ingesta d’aliments que, al seu torn, poden incorporar-los a través de l’aigua o del sòl, factors directament dependents de la qualitat del medi ambient on es conreen.

Multifunctional ligands for application in Alzheimer’s Disease: molecular modelling and biological evaluation

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la University of British Columbia, Canadà, entre 2010 i 2012 La malaltia d'Alzheimer (MA) representa avui la forma més comuna de demència en la població envellida. Malgrat fa 100 anys que va ser descoberta, encara avui no existeix cap tractament preventiu i/o curatiu ni cap agent de diagnòstic que permeti valorar quantitativament l'evolució d'aquesta malaltia. L'objectiu en el que s'emmarca aquest treball és contribuir a aportar solucions al problema de la manca d'agents terapèutics i de diagnosi, unívocs i rigorosos, per a la MA. Des del camp de la química bioinorgànica és fàcil fixar-se en l'excessiva concentració d'ions Zn(II) i Cu(II) en els cervells de malalts de MA, plantejar-se la seva utilització com a dianes terapèutica i, en conseqüència, cercar agents quelants que evitin la formació de plaques senils o contribueixin a la seva dissolució. Si bé aquest va ser el punt de partida d’aquest projecte, els múltiples factors implicats en la patogènesi de la MA fan que el clàssic paradigma d’ ¨una molècula, una diana¨ limiti la capacitat de la molècula de combatre aquesta malaltia tan complexa. Per tant, un esforç considerable s’ha dedicat al disseny d’agentsmultifuncionals que combatin els múltiples factors que caracteritzen el desenvolupament de la MA. En el present treball s’han dissenyat agents multifuncionals inspirats en dos esquelets moleculars ben establers i coneguts en el camp de la química medicinal: la tioflavina-T (ThT) i la deferiprona (DFP). La utilització de tècniques in silico que inclouen càlculs farmacocinètics i modelatge molecular ha estat un procés cabdal per a l’avaluació dels millors candidats en base als següents requeriments: (a) compliment de determinades propietats farmacocinètiques que estableixin el seu possible ús com a fàrmac (b) hidrofobicitat adequada per travessar la BBB i (c) interacció amb el pèptid Aen solució.

Caracterização dos solos da ilha de Santiago (Cabo Verde) numa perspectiva de sustentabilidade ambiental

As respostas geoquímicas do ambiente são controladas, em primeiro lugar, pelos processos naturais, geológicos, pedológicos, climáticos e biológicos. Sobrepondo-se a essa herança, a presença do homem adquire papel importante pelas possibilidades de alteração que promove no ambiente geoquímico a partir das concentrações urbanas, actividades industriais e agrícolas. Nos últimos anos a cartografia geoquímica tem assumido uma importância relevante já que tem sido largamente reconhecido que para se identificar e quantificar a poluição antropogénica é fundamental a existência de mapas que apresentem os valores de fundo geoquímico natural. O principal objectivo deste estudo é o estabelecimento de uma base de dados geoquímicos da ilha de Santiago (Cabo Verde) utilizando os solos como meio amostral. Esta base de dados geoquímicos permitiu caracterizar o estado actual dos solos da ilha de Santiago e estabelecer os valores de fundo geoquímico. A ilha de Santiago, com uma área de 991km2, é a maior ilha do arquipélago representando cerca de 25% da área total. Tem forma adelgaçada na direcção Norte-Sul, apresentando um comprimento máximo de 54,9km entre a ponta Moreia, a Norte, e a ponta Mulher Branca, a Sul, e uma largura máxima de 29km entre a ponta Janela, a Oeste, e a ponta Praia Baixo, a Leste. Apresenta uma altitude máxima de 1392m. No presente trabalho foram seguidas as recomendações do projecto “IGCP 259 – International Geochemical Mapping” no que se refere aos procedimentos de amostragem, preparação física das amostras, análise química e controlo de qualidade dos resultados. Na ilha de Santiago foram colhidas 278 amostras de solos correspondendo a uma densidade de amostragem de 0.28 amostras por km2. As amostras foram decompostas com uma solução modoficada de áqua régia e analisadas para 37 elementos (Ag, Al, As, Au, B, Ba, Bi, Ca, Cd, Co, Cr, Cu,Fe, Hg, K, La, Mg, Mn, Mo, Na, Ni, P, Pb, S, Sb, Sc, Se, Sr, Te, Th, Ti, Tl, U, V, W and Zn) por ICP-ES. Foram ainda determinados 5 parâmetros característicos do solo (pH, condutividade, matéria orgânica, cor e textura). Os padrões geoquímicos obtidos através dos mapas de distribuição espacial foram correlacionados com vários factores designadamente a natureza da rocha mãe, o tipo de solo e ainda com algumas fontes de contaminação. A utilização da Análise em Componentes Principais permitiu distinguir diferentes tipos de associações de variáveis realçando a importância das associações do tipo geogénico relativamente às associações to tipo antropogénico. A associação Na-CE assinala as áreas onde o impacto das actividades humanas influência os valores de fundo geoquímico

Extração fracionada de metais pesados em latossolo vermelho-amarelo

Amostras dos horizontes A e B de um latossolo vermelho-amarelo húmico textura muito argilosa foram incubadas em solução de sais de Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn, com os objetivos de adaptar método de extração fracionada de metais e avaliar os seus comportamentos nas formas solúvel, trocável, ligados à matéria orgânica, aos óxidos de Al e Fe e residual do solo. O ensaio foi desenvolvido em casa de vegetação da Universidade Federal de Viçosa, no período de 27 de março a 26 de setembro de 1994. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, em esquema fatorial 2 x 2, com três repetições. Os tratamentos consistiram de dois horizontes e duas doses de metais. Após 17 horas de incubação, as amostras foram secas ao ar, homogeneizadas, passadas em peneira de 2 mm de abertura de malha e guardadas em sacos plásticos para posterior extração dos metais. Em seguida, foram submetidas ao método de extração fracionada, com avaliação do tratamento com NaOH, para caracterizar a forma óxidos de Al. A extração fracionada mostrou-se adequada para estudos do comportamento de metais no solo. O Cd foi encontrado, principalmente, nas formas solúvel e trocável, e o Cr, nas formas químicas mais estáveis, ligado aos óxidos de Fe e residual. O Cu foi o metal que apresentou maior afinidade pelos óxidos de Fe, e o Pb, pela matéria orgânica. O Ni foi encontrado, principalmente, na forma residual e apresentou menor afinidade pela matéria orgânica. O estudo do Zn foi inviabilizado pela contaminação dos extratos guardados em frascos com tampas de borracha. É necessário desenvolver ou adaptar métodos para caracterização de metais associados aos óxidos de Fe e de Al.

Manejo sustentado da fertilidade de um latossolo da Amazônia central sob cultivos sucessivos

Estimativas da área desmatada na Amazônia brasileira, principalmente para a pecuária e agricultura itinerante, já ultrapassam o equivalente à superfície do Estado de Rondônia. Com objetivo de estabelecer o modelo de exaustão de nutrientes do solo e determinar as necessidades de fertilizantes e de calcário para o cultivo sucessivo, após desmatamento e queima da vegetação, foi instalado um experimento em um latossolo amarelo próximo de Manaus (AM). Foram avaliadas respostas às aplicações de N, P, K, Mg, S, B, Cu, Mn, Zn e calcário, durante oito anos de cultivo. No período de 1981 a 1990, foram feitos 17 cultivos, observando-se respostas ao P, K, calcário e Mg, a partir do primeiro, segundo, terceiro e décimo primeiro cultivos, respectivamente. Para N, só houve resposta nos cultivos de milho, sendo necessário aumentar as aplicações a cada cultivo. Na ausência de adubação e de calagem, houve redução dos teores de N, P, K, Ca, Mg, C e do pH e aumento da saturação de Al, com o tempo de cultivo. O uso de fertilizantes e de calcário, com base na análise do solo, permitiu o cultivo contínuo da mesma área, com uma produtividade média de 4,1 t ha-1 ano-1 de grãos, contra 0,2 t ha-1 ano-1 na testemunha. Seria necessário cultivar, aproximadamente, 24 ha no sistema itinerante, para se conseguir o total de grãos produzidos em 1 ha, durante oito anos, com manejo adequado de fertilizantes e de calcário.

Increase of grain and green matter of corn by liming

Despite the fact that aluminum toxicity to crops is eliminated near soil water pH of 5.5, lime recommendation in many regions aims to increase soil pH up to 6.0 or even higher. For highly buffered soils, high rates of limestone are required to raise the pH from 5.5 to 6.0, resulting in additional, sometimes unnecessary, costs. The objective of this study was to evaluate the effect of soil pH on corn yield in a very acid Hapludox. The experiment was carried out in Lages, Southern Brazil, from 1992 to 1996. The soil had water pH of 4.7, Al3+ of 33 mmol c kg-1, O.M. of 45 g kg-1 and lime requirement to pH 6.0 of 9.0 t ha-1. Dolomitic limestone at rates of 0, 4.5, 9.0, 13.5 and 18.0 t ha-1 (equivalent to pure CaCO3) was incorporated into the soil down to 17 cm depth, in 1992. Liming increased linearly the values of soil pH (from 4.7 to 6.6) and Ca and Mg, eliminated Al3+ with rates of 9.0 t ha-1 or higher, decreased slightly Al-CuCl2, Fe and Cu, and did not affect Zn and Mn. Maximum average corn yield for grain (7.9 t ha-1) and for green matter for silage (GM) (59 t ha-1) was obtained, respectively, at soil pH of 6.0 (12 t ha-1 of limestone) and of 6.1 (14 t ha-1 of limestone); maximum economic efficiency for grain was obtained at pH 5.6 (7.5 t ha-1 of limestone). Maximum yield increments due to liming were 17% for grain and 20% for GM.

Caracterização química de compostos de lixo urbano de algumas usinas brasileiras

Uma das alternativas para diminuir o volume de lixo urbano a ser descartado é a compostagem, cujo produto - o composto - é utilizado na agricultura. Esses compostos podem apresentar substâncias tóxicas ao ser humano, a exemplo dos metais pesados. O objetivo deste trabalho foi avaliar as características químicas de compostos de lixo urbano de seis capitais brasileiras. Analisaram-se, também, amostras de esterco, calcário, superfosfato simples, KCl e uréia, para comparações com os compostos de lixo. Foram feitas determinações de M.O., C, N, P, K, Ca, Mg, Cu, Mn, Mo, Zn, Fe, Al, Ba, Cd, Co, Cr, Ni, Pb, Sr, Ti e V. As análises foram realizadas, em 1995, nos Laboratórios do Centro de Energia Nuclear na Agricultura - CENA/USP. Houve diferenças nos teores de nutrientes entre os compostos, provavelmente devidas aos diferentes processos de compostagem, estando alguns deles acima dos níveis toleráveis em compostos na Alemanha. Os demais elementos analisados, incluindo os metais pesados, estão dentro da faixa observada em lodo de esgoto na Inglaterra. De acordo com a legislação alemã, o Pb, Cr, Ni e o Cd estão acima dos valores toleráveis para compostos de lixo. Na maioria dos compostos analisados, os teores totais de nutrientes foram menores do que no esterco, mas a concentração dos outros elementos, incluindo metais pesados, foi mais elevada do que no esterco. Embora os teores dos elementos avaliados nos compostos sejam os totais, é necessário cautela para seu uso, até que sejam obtidos resultados seguros sobre a "disponibilidade" desses elementos para as plantas.

Lixiviação de metais pesados em solos tratados com lodo de esgoto

Foi realizado um experimento em tubos de percolação, utilizando-se três solos, classificados como Areia Quartzosa (AQ), Latossolo Vermelho-Amarelo (LV) e Latossolo Vermelho-Escuro (LE), aos quais foram incorporadas sucessivas quantidades de lodo de esgoto, totalizando uma dose correspondente a 156,0 t ha-1 (base seca), num período de incubação de 310 dias. Após este período, os solos foram tratados com água ou com soluções de sais (KCl 0,9 mol L-1; KNO3 0,9 mol L-1; K2SO4 0,3 mol L-1 e Ca(NO3)2 0,3 mol L-1), adicionadas em quantidade correspondente a quatro vezes a capacidade de retenção de água dos solos. No líquido percolado pela passagem das soluções salinas, foram determinadas as quantidades de Cd, Cr, Cu, Ni e Zn presentes e, no percolado obtido com a passagem de água, além dos metais anteriormente citados, foram determinadas também as quantidades de Ca2+ e Mg2+. Os resultados permitiram observar que a adição de KCl provocou o arraste de 5% do Cd adicionado via lodo aos solos LV e LE; para os outros sais utilizados e para a água, esse arraste nunca foi superior a 2% do metal pesado adicionado via lodo. A retenção de Cd, Cu, Cr e Ni aumentou com a elevação dos teores de óxidos de Fe e Al presentes nos solos. Os elevados valores de pH e o aumento no teor de matéria orgânica proporcionado pela adição de lodo refletiram também na menor mobilidade dos metais. Os sais KCl e K2SO4 aumentaram a mobilidade de alguns dos metais estudados.