Simulação de transporte eletrônico em dispositivos unimoleculares baseados em indicadores de pH

Nas últimas décadas, diversos pesquisadores têm tentado empregar moléculas em dispositivos eletrônicos de nanoescala. Por este motivo, diferentes parâmetros eletro/ópticos, que regem o transporte eletrônico em moléculas orgânicas, precisam ser analisados. Neste trabalho foi desenvolvido um estudo de transporte de carga para o composto Vermelho de Propila, popularmente utilizado como indicador de pH. A motivação para estudá-lo resulta de sua estrutura constituída por subunidades doadora-aceitadora, acopladas via grupo azo (N=N), uma característica bem conhecida em retificadores moleculares. A metodologia utilizada para tratar o sistema em equilíbrio é baseada em métodos de Mecânica Molecular e Hartree-Fock. Sendo que, para simular o sistema em não-equilíbrio, foi empregado o formalismo de Landauer-Büttiker. Através desses métodos, as curvas características do sistema molecular foram traçadas e comparadas. O resultado da comparação permitiu explicar os fenômenos que regem o transporte eletrônico na nanoestrutura. Além disso, foram analisados os efeitos de contatos metálicos, ligados a molécula na presença de campo elétrico externo.

Transporte de oócitos bovinos em meio de maturação por diferentes períodos de tempo sem controle da atmosfera gasosa

Avaliou-se a viabilidade do transporte de oócitos em meio quimicamente definido, e analisou-se a necessidade da adição ou não de hormônios neste meio. Os oócitos do grupo-controle (0h) foram maturados por 24h em estufa de CO2, e os dos grupos experimentais foram transportados em incubadora portátil. No experimento I, as taxas de clivagem foram similares (P>0,05) para os grupos 0h (59,7%), 3h (53,5%) e 9h (48,8%), e houve redução nos grupos 6h (46,1%) e 12h (43,8%). Essas taxas foram semelhantes entre os grupos 3h, 6h, 9h e 12h. A produção de blastocistos não foi diferente (P>0,05) para os grupos 0h (38,0%), 3h (32,3%), 6h (27,3%) e 9h (24,8%), e houve redução no grupo 12h (18,9%). Essas taxas foram semelhantes entre os grupos 6h, 9h e 12h. No experimento II, não houve diferença (P>0,05) entre as taxas de clivagem para os grupos 0h (71,4%), 3h (70,3%), 6h (56,0%) com hormônios, e os grupos 3h (64,8%) e 6h (54,1%) sem hormônios. A produção de blastocistos foi similar (P>0,05) para os grupos 0h (46,1%), 3h com hormônios (45,8%) e 3h sem hormônios (41,1%), porém houve redução nos grupos 6h com hormônios (35,5%) e 6h sem hormônios (33,5%). Essas taxas foram semelhantes entre os grupos 3h sem hormônios e 6h com e sem hormônios. Estes resultados indicam que é possível o transporte de oócitos bovinos por um período de até nove horas, e que a adição de hormônios neste meio não influencia os índices de clivagem e de blastocistos.

Dieta, área de uso e transporte de girinos de Ameerega trivittata (Spix, 1824) (Anura: Dendrobatidae) em uma região de floresta de terra firme na Amazônia Oriental

Este estudo explora aspectos da dieta, área de uso e transporte dos girinos de Ameerega trivittata em uma região de floresta de terra firme na Amazônia Oriental. Nós coletamos 56 espécimes no total (48 machos e oito fêmeas), e destes 44 indivíduos de A. trivittata tiveram aferidos o seu conteúdo estomacal onde, formigas da Subfamília Myrmicinae, foi o táxon mais consumido pelos machos, e Isoptera pelas fêmeas. Isso provavelmente se deve à necessidade da aquisição de alcaloides pelos machos, presentes em formigas, que lhes dá um alto grau de toxicidade, e consequentemente, proteção, já que são os machos que realizam o cuidado parental nessa espécie, transportando os girinos para as poças. Estimamos a área de uso de quatro machos, sendo estas, em média, duas vezes maiores do que a encontrada para a mesma espécie na Amazônia Peruana. Não houve relação entre o tamanho dos machos e abundância e/ou tamanho médio dos girinos carregados e não houve relação entre a área das poças e a abundância de girinos, porém houve uma diminuição na abundância de girinos em relação à abundância de ninfas de Odonata, o que corrobora com outros trabalhos feitos para dendrobatídeos, já que estas são conhecidas por regular as populações de girinos.

Modelamento do transporte eletrônico em dispositivos moleculares

No presente trabalho, simulamos as propriedades de transporte e espectro de absorção do composto orgânico Vermelho de Etila. Este é o primeiro estudo teórico de um indicador específico de pH utilizado como nanodispositivo, com base na teoria quântica e no modelo de transporte não-difuso. A distribuição de carga ao longo da molécula é determinada através da técnica, Ab initio, como uma função de um campo elétrico externo. Baseado em um modelo de multiníveis ressonantes também calculamos a corrente como função da tensão de polarização. O acúmulo de carga e a corrente apresentam comportamento semelhante, como a condução do tipo ressonante e curvas carga-tensão e corrente-tensão assimétricas. Os principais resultados sugerem que o sistema presente poderia funcionar como um transistor molecular bi-direcional. Estendemos esta metodologia de análise para outro dispositivo molecular, mas composto de três terminais. Para este sistema, nossa descoberta principal é a resistência diferencial negativa (RDN) na carga Q como uma função do campo elétrico externo. Para explicar este efeito RDN, aplicamos um modelo capacitivo fenomenológico, também baseado em um sistema de multiníveis localizados (que podem ser os LUMOs – Lowest Unoccupied Molecular Orbital – Orbitais moleculares desocupados mais baixos). A capacitância descreve, por efeito de carregamento, a causa do bloqueio de Coulomb (BC) no transporte. Mostramos que o efeito BC dá origem a uma RDN para um conjunto adequado de parâmetros fenomenológicos como: taxa de tunelamento e energia de carregamento. O perfil da RDN obtida nas duas metodologias, ab initio e fenomenológica, estão em comum acordo.

Transporte simulado de oócitos bovinos em meio de maturação por diferentes períodos de tempo sem controle da atmosfera gasosa

O transporte dos oócitos até ao laboratório é um fator determinante que tem limitado a difusão comercial da técnica de Produção in vitro de embriões (PIVE). Por este motivo, a utilização de um meio de transporte-maturação que forneça maior viabilidade aos oócitos durante o transporte é fundamental. O objetivo deste estudo foi avaliar a viabilidade do transporte simulado de oócitos bovinos em meio quimicamente definido, por diferentes períodos de tempo sem o controle da atmosfera gasosa, e a necessidade da adição de hormônios neste meio. Oócitos bovinos imaturos (n=989) obtidos de ovários de vacas abatidas em frigorífico, foram selecionados e distribuídos aleatoriamente em 2 experimentos. No experimento I, 649 oócitos foram distribuídos em 5 grupos. No grupo controle (0h), os oócitos foram maturados por 24h em meio de maturação, em estufa de CO2 a 38,5°C. Os oócitos foram transportados em uma incubadora portátil sem controle da atmosfera gasosa a 38,5°C, por 3, 6, 9 e 12h. Os oócitos dos grupos experimentais completaram a maturação nas mesmas condições do grupo 0h. No experimento II, 340 oócitos foram distribuídos em 5 grupos. No grupo controle (0h), os oócitos foram maturados nas mesmas condições do grupo 0h do experimento I. Nos grupos experimentais, os oócitos foram transportados nas mesmas condições do experimento I, no entanto o meio de transporte-maturação foi suplementado ou não com hormônios, e o transporte ocorreu por 3h (com e sem hormônios) e 6h (com e sem hormônios). Os oócitos dos grupos experimentais completaram a maturação nas mesmas condições do grupo 0h. A fecundação foi efetuada em meio Talp-Stock por 18 a 22h e o cultivo por 7 dias em meio SOF. No experimento I, as taxas de clivagem foram estatisticamente similares (p>0,05) para os grupos 0h (64,9%) e 3h (56,2%), porém houve uma redução destas taxas nos grupos 6h (45,8%), 9h (47,1%) e 12h (44,0%), que foram semelhantes entre si. A produção de blastocistos no experimento I, não foi estatisticamente diferente (p>0,05) para os grupos 0h (38,0%) e 3h (32,3%), porém houve uma redução nestas taxas nos grupos 6h (27,3%), 9h (24,8%) e 12h (18,9%), no entanto, as taxas de blastocistos assemelham-se entre os grupos 3, 6 e 9h. No experimento II, as taxas de clivagem foram estatisticamente similares (p>0,05) para os grupos 0h (71,4%) e 3h com hormônios (70,3%), porém houve uma redução destas taxas nos grupos 3h sem hormônios (64,8%), 6h com (56,0%) e sem (54,1%) hormônios, que foram diferentes entre si. A produção de blastocistos no experimento II, foi estatisticamente similar (p>0,05) para os grupos 0h (46,1%) e 3h com hormônios (45,8%), porém houve uma redução destas taxas nos grupos 3h sem hormônios (41,1%), 6h com (35,5%) e sem (33,5%) hormônios, que foram diferentes entre si. Esses resultados indicam a possibilidade do transporte de oócitos bovinos, em meio quimicamente definido, utilizando incubadora portátil, sem controle da atmosfera gasosa, a 38,5ºC, pelo período de até 9h, e que a adição de hormônios neste meio pode aumentar os índices de blastocistos.

O transporte urbano e a circulação na abordagem espacial: análise do transporte coletivo urbano da região do ABCD, grande São Paulo

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Limites da engenharia de transporte e a estrada minada: o caso da BR 316, Km 0 ao Km 10

A Organizaçãao Mundial da Sáude caracteriza o trânsito como um problema de sáude pública, motivo pelo qual se justificam as preocupações e os esforços de diversos países em criar políticas que venham a frear os índices cada vez mais crescentes de acidentes de trânsito que trazem prejuízos sociais e financeiros a todos. Neste sentido, a conservação da infraestrutura das rodovias ganha um papel relevante nas discussões que tratam os acidentes e suas causas, vez que a infraestrutura de uma rodovia pode ser apontada como um fator determinante para tais ocorrências. Diante disto, esta dissertação tem como objetivo investigar de que forma a precariedade estrutural da Rodovia Federal BR 316, entre os quilômetros 0 ao 10, potencializou a ocorrência de acidentes de trânsito nos anos de 2009 a 2012. Para tanto, lançou-se mão de uma metodologia baseada em explorações teóricas aliadas a análise de informações provenientes do banco de dados da Polícia Rodoviária Federal e pesquisa de campo, materializada a partir da apresentação de fotos ilustrativas do trecho pesquisado, possibilitando o desenvolvimento de um novo Índice de Qualidade para a Rodovia. Os dados colhidos foram tratados a partir da aplicação das técnicas estatísticas análise descritiva e análise multivariada a fim de confirmar a hipótese suscitada. Destaque-se que, no trecho pesquisado o fluxo de veículos e pedestres é intenso e, além, é um intervalo quilométrico que apresenta diversos problemas estruturais como, por exemplo, o aumento e a diminuição do número de pistas de rolamento, a má qualidade dos retornos, a falta de segurança e higiene das passarelas, a descontinuidade dos acostamentos, a inadequação das paradas de ônibus, enfim. No que tange à acidentes e às suas causas, pôde-se constatar que no ano de 2010 houveram mais ocorrências, especialmente, do tipo colisão com bicicleta, colisão com objeto móvel, colisão frontal e colisão transversal, motivadas por desobediência à sinalização, velocidade incompatível, ingestão de álcool, dentre outros. Finalmente, deve-se ressaltar o fato de que nos trechos considerados ruins, além da falta de atenção, a principal causa de acidentes é o defeito na via, corroborando-se então, a hipótese que a precariedade da infraestrutura da rodovia potencializou as ocorrências de acidentes de trânsito, no período de 2009 a 2012. Diante disto, é possível afirmar que o acidente de trânsito é um fato social, consubstanciando como um problema que abarca aspectos sociopolíticos e culturais da sociedade moderna, mas que também é potencializado pelo estado de conservação estrutural das Rodovias.

Análise experimental sobre velocidade de captura em sistemas de transporte pneumático

A velocidade de transporte é um dos mais importantes parâmetros no transporte pneumático de sólidos. O êxito no transporte de materiais particulados depende da predição ou da determinação da velocidade mínima de transporte. Uma velocidade acima daquela necessária ao transporte estável das partículas sólidas conduz a um grande consumo de energia devido ao aumento na perda de pressão do sistema, degradação dos sólidos e abrasão dos sólidos e da tubulação. Já uma velocidade abaixo desse valor limite certamente resultará na deposição das partículas sólidas para o fundo da tubulação e conseqüentemente o entupimento desta. Neste trabalho, uma técnica para medir a velocidade mínima de captura de partículas sólidas em uma tubulação na direção horizontal em um sistema de Transporte Pneumático é desenvolvida. Ela baseia-se em observações visuais do comportamento das partículas ao ocorrer a captura, em medidas da velocidade de operação do gás e da massa das partículas capturadas. É realizada ainda a análise qualitativa de alguns parâmetros que influenciam na velocidade de captura das partículas, permitindo uma maior compreensão dos fenômenos envolvidos.

Avaliação das propriedades mecânicas e elétricas da liga 6201 não refinada, modificada com os teores de cobre (0,05 e 0,3)% para transporte de energia elétrica

No presente trabalho, foram feitos experimentos com a liga de Al – 0,6%Mg - 0,8%Si não refinada, com variações no teor de cobre (0,05% e 0,3%), que objetivaram avaliar dois aspectos do comportamento da liga. O primeiro aspecto diz respeito a afinidade entre esta e o molde, no qual busca se observar o efeito das variáveis térmicas de solidificação sobre a estrutura do fundido e sua correlação com propriedades mecânicas e elétricas, o segundo aspecto está relacionado com o comportamento intrínseco da variação da composição química quando submetida a baixas velocidades e taxas de resfriamento. Para a avaliação das variáveis térmicas de solidificação (velocidades das isotermas liquidus, taxas de resfriamento) utilizouse um dispositivo de solidificação unidirecional horizontal. Os lingotes produzidos a partir da solidificação da liga passaram pelos processos mecânicos de usinagem, laminação e trefilação, examinados em diferentes posições e diâmetros, através do ensaio de tração e condutividade elétrica. Foram analisadas as fraturas em função das microcavidades e diferentes concentrações de teores de cobre constatando-se que em relação ao material deformado a frio, o LRT tem uma tendência de crescimento para a liga de maior concentração de cobre. Os valores avaliados também possibilitaram concluir que a condutividade elétrica cresce quanto maior for o diâmetro das microcavidades e menor o teor de cobre. Com o objetivo de se avaliar somente o comportamento intrínseco da variação da composição química da liga, foi utilizado um segundo dispositivo de solidificação, molde em “U”, pintado internamente com solução de caulim que atribui ao molde baixas velocidades de resfriamento. Os resultados mostram que para os dois teores de cobre há uma tendência de crescimento do LRT com o aumento da redução sofrida pelas amostras, sendo o LRT maior para a liga com maior teor de cobre. Atribuímos este comportamento ao maior teor de soluto que por sua vez apresentou melhor resposta a deformação plástica, encruando mais o material. Entretanto, a caracterização elétrica ocorre de modo inverso, a exemplo do constatado na solidificação unidirecional, onde o menor teor de cobre foi mais eficiente.

Caracterização de polímeros unidimensionais (Poliacetileno, Poliazina e Poliazoeteno) através de cálculos espectroscópicos e transporte eletrônico

Neste trabalho é apresentado um estudo teórico da base neutro e bipolaron e estados excitados de moléculas a partir de polímeros isoeletrônicos compostos pelo Poliacetileno, Poliazina e Poliazoeteno. Os resultados obtidos, utilizando metodologia DFT e ab initio, revelam que uma boa descrição dos defeitos pode ser importante na investigação da transição isolante-metal de polímeros quase-unidimensional indicando um comportamento metálico em torno do nível de Fermi, como mecanismo de condutividade dos polímeros. Este resultado é consistente com dados experimentais e não faz menção a metodologia Su-Schrieffer-Heeger (SSH). E mais, os resultados são consistentes com características importantes como nanodispositivo e podem ser resumidos como: (i) poderia ser usado como retificador molecular uni-direcional com uma geometria conformacional com vantagem de pequeno acoplamento, (ii) a função de Green de não-equilíbrio presente na simulação poderia corrigir de tal maneira os Poliacetileno, Poliazina e Poliazoeteno sem corrente de porta, (iii) com base nas propriedades das ligações tipo, pode ser utilizada para projetar dispositivos com aplicações em eletrônica molecular.

Transporte eletrônico em nanofitas de grafeno sob a influência de fatores externos, via primeiros princípios

O grafeno é a primeira estrutura bidimensional que se obteve experimentalmente. Sua rede cristalina é uma rede hexagonal, conhecida como "Favo de Mel", possui apenas um átomo de espessura. Cortes em folhas de grafeno, privilegiando determinada direção, geram as chamadas nanofitas de grafeno. Embora o grafeno se comporte como um metal, é sabido que as nanofitas podem apresentar comportamentos semicondutor, metálico ou semimetálico, dependendo da direção de corte e/ou largura da fita. No caso de nanofitas semicondutoras, a largura da banda proibida (band gap), entre outros fatores, depende da largura da nanofita. Neste trabalho adotou-se métodos de primeiros princípios como o DFT (Density Functional Theory), afim de se obter as características tais como curvas de dispersão para nanofitas. Neste trabalho, primeiramente, são apresentados diagramas de bandas de energia e curvas de densidade de estados para nanofitas de grafeno semicondutoras, de diferentes larguras, e na ausência de influências externas. Utilizou-se métodos de primeiros princípios para a obtenção destas curvas e o método das funções de Green do Não Equilíbrio para o transporte eletrônico. Posteriormente foi investigado a influência da hidrogenização, temperatura e tensão mecânica sobre sistema, isso além, de se estudar o comportamento de transporte eletrônico com e sem influência destes fatores externos. Vale ressaltar que as nanofitas de grafeno apresentam possibilidades reais de aplicação em nanodispositivos eletrônicos, a exemplo de nanodiodos e nanotransistores. Por esse motivo, é importante se ter o entendimento de como os fatores externos alteram as propriedades de tal material, pois assim, espera-se que as propriedades de dispositivos eletrônicos também sejam influenciadas da mesma maneira que as nanofitas.

Transporte eletrônico e quiralidade molecular: um estudo de dispositivos orgânicos em sistemas de dois terminais

No presente trabalho, investigamos o transporte eletrônico molecular em dois compostos orgânicos, o Ponceau SS (PSS) e o Oligo-(para)fenileno-vinileno (PPV) através de cálculos ab initio e função de Green de não equilíbrio (FGNE). Estes métodos demonstraram equivalência para a descrição destes dispositivos moleculares. Fizemos cálculos quânticos para o Hamiltoniano derivado de Hartree-Fock (HF) e obtivemos as propriedades de corrente-voltagem (I-V) para as duas estruturas moleculares. Com o método FGNE conseguimos modelar o transporte através de um sistema de multiníveis eletrônicos obtendo a corrente descrevendo as regiões de ressonância e a assimetria do sistema. Como resposta o PSS demonstrou assimetria para polarizações direta e reversa e a ressonância é alcançada mostrando que o dispositivo opere como um transistor molecular bi-direcional. Para o PPV investigamos também as propriedades geométricas através da conexão entre transporte eletrônico e o grau de quiralidade molecular que foi calculado usando o índice quiral que depende apenas das posições atômicas. Obtivemos que moléculas quirais e propriedades estruturais podem induzir uma assimetria no transporte eletrônico, resultando num processo de retificação. Também obtivemos que a resposta elétrica (I-V) e momento de dipolo elétrico são proporcionais ao grau de quiralidade molecular. Estes resultados sugerem que o transporte eletrônico neste sistema pode ser explorado na avaliação do seu grau de quiralidade.

Estudo do transporte eletrônico em nanoestruturas baseadas em carotenoides e tétrades com fulereno C60

Neste Trabalho é apresentado um estudo teórico da estrutura eletrônica de uma molécula de fulereno C60 com junções em quatro terminais baseados em grupos doadores de elétron – etratiofulvaleno (TTF) – e grupos aceitadores de elétrons – fenilpropanodinila (FPP) e dispositivos moleculares baseados em derivados dos Carotenoides. O mecanismo de transporte investigado para os derivados dos Carotenoides foram utilizados para o melhor entendimento das curvas de Fowler- Nordheim (FN) e Millikan-Lauritsen (ML) para os sistemas baseados em fulereno C60. Em todos os casos foi possível confirmar que a análise empírica de Millikan-Lauritsen (ML) também é suficiente para descrever em todos os aspectos a espectroscopia de voltagem de transição (TVS). Para estudar os sistemas, foram feitas otimizações de geometria sistematicamente e observado uma transferência eletrônica calculada por métodos derivados de Hartree-Fock e Teoria do Funcional Densidade (DFT). Os resultados apresentados mostram um estudo detalhado do rearranjo de carga molecular para a estrutura, que sob a ação de um campo elétrico externo apontou que o transporte de carga está diretamente ligado ao tipo de junção que esse sistema é submetido de forma que a voltagem aplicada é intensa o bastante para criar um potencial de saturação nos sistemas em estudo: fulereno C60 com três terminais de tetratiofulvaleno e um terminal de fenil-propanodinila (C60-(TTF)₃-FPP); fulereno C60 com quatros terminais de fenil-propanodinila (C60-(FPP)₄). Os resultados mostram que se tem um retificador molecular que pode trabalhar corretamente como um retificador macroscópico.

Lugar de cadeirante é em casa?: Mobilidade, acessibilidade no transporte coletivo e o espaço da diferença em São Luís

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Ferramenta de avaliação do transporte hidroviário de passageiros da região amazônica

A Amazônia brasileira detém mais de 60% da água doce disponível no Brasil, por onde passa um dos maiores rios do mundo, o Rio Amazonas, tanto em extensão como em volume de água, além de abrigar uma das maiores redes hidroviárias do Planeta, com centenas de rios caudalosos. É nesse sistema que a presente pesquisa se propôs a fazer uma análise quantitativa e qualitativa da frota de embarcações, terminais e demanda de passageiros que são transportados pelos rios da Amazônia brasileira, visando contribuir para o desenvolvimento tecnológico do transporte hidroviário de passageiros na região. Através de um método matemático para o cálculo do valor da tarifa por passageiro, que leva em consideração as características físicas e operacionais de cada linha, buscou-se analisar os valores praticados, assim como otimizou-se os parâmetros de uma embarcação com as condições ideais e de menor custo por passageiro transportado. Neste aspecto verificou-se ainda, que o custo do transporte do passageiro pode ser reduzido com um projeto de embarcação mais adequado para cada linha e respectiva demanda. Os dados, informações e previsões sobre a produção do transporte hidroviário de passageiros são apresentados para melhor entendimento do setor de maneira a possibilitar propostas de transportes mais eficientes, de acordo com as características da via navegável e do ambiente operacional. Com o método de avaliação de custo proposto foi possível verificar que o custo do transporte hidroviário de passageiro na Amazônia não é homogêneo, em virtude da grande diversidade de embarcações que operam em cada linha, e que, a otimização do projeto adequado para cada linha pode ter grande reduções no custo do passageiro transportado.