Graphene nanodots-encaged porous gold electrode fabricated via ion beam sputtering deposition for electrochemical analysis of heavy metal ions

All rights reserved. A graphene nanodots-encaged porous gold electrode via ion beam sputtering deposition (IBSD) for electrochemical sensing is presented. The electrodes were fabricated using Au target, and a composite target of Al and graphene, which were simultaneously sputtered onto glass substrates by Ar ion beam, followed with hydrochloric acid corrosion. The as-prepared graphene nanodots-encaged porous gold electrodes were then used for the analysis of heavy metal ions, e.g. Cu2+ and Pb2+ by Osteryoung square wave voltammetry (OSWV). These porous electrodes exhibited enhanced detection range for the heavy metal ions due to the entrapped graphene nanodots in 3-D porous structure. In addition, it was also found that when the thickness of porous electrode reached 40 nm the detection sensitivity came into saturation. The linear detection range is 0.009-4 μM for Cu2+ and 0.006-2.5 μM for Pb2+. Good reusability and repeatability were also observed. The formation mechanism and 3-D structure of the porous electrode were also investigated using scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM) and X-ray photoelectron spectra (XPS). This graphene entrapped 3-D porous structure may envision promising applications in sensing devices.

Fully automatic localization and segmentation of 3D vertebral bodies from CT/MR images via a learning-based method

In this paper, we address the problems of fully automatic localization and segmentation of 3D vertebral bodies from CT/MR images. We propose a learning-based, unified random forest regression and classification framework to tackle these two problems. More specifically, in the first stage, the localization of 3D vertebral bodies is solved with random forest regression where we aggregate the votes from a set of randomly sampled image patches to get a probability map of the center of a target vertebral body in a given image. The resultant probability map is then further regularized by Hidden Markov Model (HMM) to eliminate potential ambiguity caused by the neighboring vertebral bodies. The output from the first stage allows us to define a region of interest (ROI) for the segmentation step, where we use random forest classification to estimate the likelihood of a voxel in the ROI being foreground or background. The estimated likelihood is combined with the prior probability, which is learned from a set of training data, to get the posterior probability of the voxel. The segmentation of the target vertebral body is then done by a binary thresholding of the estimated probability. We evaluated the present approach on two openly available datasets: 1) 3D T2-weighted spine MR images from 23 patients and 2) 3D spine CT images from 10 patients. Taking manual segmentation as the ground truth (each MR image contains at least 7 vertebral bodies from T11 to L5 and each CT image contains 5 vertebral bodies from L1 to L5), we evaluated the present approach with leave-one-out experiments. Specifically, for the T2-weighted MR images, we achieved for localization a mean error of 1.6 mm, and for segmentation a mean Dice metric of 88.7% and a mean surface distance of 1.5 mm, respectively. For the CT images we achieved for localization a mean error of 1.9 mm, and for segmentation a mean Dice metric of 91.0% and a mean surface distance of 0.9 mm, respectively.

Parameterization Of Turbulence Models Using 3DVAR Data Assimilation

In this research the 3DVAR data assimilation scheme is implemented in the numerical model DIVAST in order to optimize the performance of the numerical model by selecting an appropriate turbulence scheme and tuning its parameters. Two turbulence closure schemes: the Prandtl mixing length model and the two-equation k-ε model were incorporated into DIVAST and examined with respect to their universality of application, complexity of solutions, computational efficiency and numerical stability. A square harbour with one symmetrical entrance subject to tide-induced flows was selected to investigate the structure of turbulent flows. The experimental part of the research was conducted in a tidal basin. A significant advantage of such laboratory experiment is a fully controlled environment where domain setup and forcing are user-defined. The research shows that the Prandtl mixing length model and the two-equation k-ε model, with default parameterization predefined according to literature recommendations, overestimate eddy viscosity which in turn results in a significant underestimation of velocity magnitudes in the harbour. The data assimilation of the model-predicted velocity and laboratory observations significantly improves model predictions for both turbulence models by adjusting modelled flows in the harbour to match de-errored observations. 3DVAR allows also to identify and quantify shortcomings of the numerical model. Such comprehensive analysis gives an optimal solution based on which numerical model parameters can be estimated. The process of turbulence model optimization by reparameterization and tuning towards optimal state led to new constants that may be potentially applied to complex turbulent flows, such as rapidly developing flows or recirculating flows.

Se In é um ideal finitamente gerado então I é um ideal finitamente gerado?

Suponhamos que M seja um ideal maximal de um domínio R e que alguma potência de M seja finitamente gerada. Vamos mostrar que M será finitamente gerado em cada um dos seguintes casos: i M tem altura um, ii R é inteiramente fechado e altura de M é 2, iii R K X,S é um domínio monóide sobre um corpo K, onde S S 0 é um monóide cancelativo e livre de torção, tal que i 1 iS e M é o ideal maximal gerado por Xs/s S . Estendemos os resultados anteriores aos ideais I de um anel reduzido R tal que RI é anel Noetheriano. Provamos que um anel reduzido R é Noetheriano se cada ideal primo de R possui uma potência que é finitamente gerada. Para cada d tal que 3 d , estabelecemos a existência de um domínio de integridade d-dimensional que possui um ideal maximal M não finitamente gerado, de altura d tal que M2 é 3-gerado.

Fatores de administração que interferem na longevidade de organizações do setor de móveis da região metropolitana de Curitiba-PR

Esta pesquisa procura identificar fatores, relacionados às práticas e ao estilo de gestão, que interferem na longevidade de organizações ligadas ao segmento do mobiliário que estão localizadas na região metropolitana de Curitiba-PR. A pesquisa é importante, tendo em vista o elevado índice de “mortalidade” de empresas nesse setor, pelo interesse do setor em melhorar a sua produtividade e competitividade, bem como pela falta de estudos nesta área e assunto. À luz de teorias como 3-D, Ecológica e do Ciclo de Vida de organizações, o estudo utiliza, como estrutura básica de investigação, o modelo de Likert de pesquisa e avaliação dos estilos de administração vigentes em empresas. Para tanto, agrupam-se variáveis de pesquisa de acordo com dimensões de pesquisa, enfocando os temas administrativos da liderança, motivação, comunicação, influência e interação, decisão, metas e diretrizes, controle, metas de desempenho e treinamento e características de desempenho. A pesquisa foi dividida em duas partes distintas: na primeira, de cunho qualitativo, buscou-se conhecer a opinião dos gestores de organizações quanto a fatores intervenientes no sucesso e insucesso de organizações do setor pesquisado, bem como obter indicações de exemplos de organizações merecedoras de estudo das suas práticas de gestão e estilo gerencial; na segunda, de cunho quantitativo, foram aplicados dois questionários distintos, “tipo Likert” de 4 graus, sendo um para 126 gerentes de 70 organizações, denominadas nesta pesquisa de “Longevas”, e outro para 32 ex-gerentes de 23 denominadas “não-Longevas”. Os dados obtidos revelam que o estilo de gestão dos líderes das organizações “Longevas” assemelha-se ao Participativo-Consultivo (sistema 3), de Likert, tendendo ao Participativo-Grupal (sistema 4), e o estilo de gestão aplicado nas organizações “não-Longevas” era o Autoritário-Benevolente (sistema 2) apresentando tendências ao Autoritário-Rígido (sistema 1). Verificaram-se, também, diferenças significativas nas médias de 44, das 50 variáveis avaliadas, sendo as maiores diferenças em variáveis integrantes das dimensões “Natureza do Sistema de Metas e Treinamento”, “Processo de Liderança Utilizado” e “Natureza do Processo de Controle”.

Particionamento de domínio e balanceamento de carga no modelo HIDRA

A paralelização de aplicaçõpes envolvendo a solução de problemas definidos sob o escopo da Dinâmica dos Fluidos Computacional normalmente é obtida via paralelismo de dados, onde o domínio da aplicação é dividido entre os diversos processadores, bem como a manutenção do balancecamento durante a execução é um problema complexo e diversas heurísticas têm sido desenvolvidas. Aplicações onde a simulação é dividida em diversas fases sobre partes diferentes do domínio acrescentam uma dificuldade maior ao particionamento, ao se buscar a distirbuição equlibrada das cargas em todas as fases. este trabalho descreve a implementação de mecanismos de particionamento e balanceamento de carga em problemas multi-fase sobre clusters de PCs. Inicialmente é apresentada a aplicação desenvolvida, um modelo de circulação e transporte de susbtâncias sobre corpos hídricos 2D e 3 D, que pode ser utilizado para modelar qualquer corpo hídrico a partir da descrição de sua geometria, batimetria e condições de contorno. Todo o desenvolvimento e testes do modelo foi feito utilizando como caso de estudo o domínio do Lago Guaíba, em Porto Alegre. Após, são descritas as principais heurísticas de particionamento de domínio de aplicações multi-fase em clusters, bem como mecanismos para balanceamento de carga para este tipo de aplicação. Ao final, é apresentada a solução proposta e desenvolvida, bem como os resultados obtidos com a mesma.

Recuperação do cromo contido nas cinzas provenientes da incineração de resíduos sólidos das indústrias coureira e calçadista visando a obtenção de cromato de sódio (VI)

O processo de transformação da pele em couro envolve uma seqüência complexa de reações químicas e processos mecânicos, no qual o curtimento representa fundamental estágio, por propiciar à pele características como qualidade, estabilidade hidrotérmica e excelentes propriedades para uso. O sulfato básico de cromo trivalente é o agente curtente predominantemente empregado no curtimento de peles em todo o mundo. É produzido a partir do cromato de sódio, industrialmente obtido do minério de cromo. Consideráveis quantidades de resíduos sólidos contendo cromo são geradas pelas indústrias coureira e calçadista. Estes resíduos tem sido motivo de preocupação constante, uma vez que são considerados perigosos devido a presença do cromo. O processo de incineração destes resíduos é uma importante alternativa a ser considerada, em decorrência de suas características de redução de massa, volume e possibilidade de aproveitamento da energia térmica dos gases de combustão. O processo de incineração dos resíduos das indústrias coureira e calçadista dá origem a cinzas contendo cerca de 40% de cromo que pode ser submetida a um processo de recuperação. Este trabalho apresenta os resultados da pesquisa sobre a utilização das cinzas, provenientes da incineração dos resíduos sólidos da indústria coureira e da indústria calçadista, para a produção de cromato de sódio(VI). No processo de planejamento e de condução dos experimentos foram utilizadas as técnicas de Planejamento Fatorial 2k, Metodologia de Superfície de Resposta e Análise de Variância na avaliação da produção de cromato de sódio(VI). Os fatores investigados foram: temperatura, taxa de aquecimento, tempo de reação, vazão de ar e quantidade de dolomita. A partir das variáveis selecionadas identificaram-se como parâmetros importantes a temperatura e a taxa de aquecimento. As superfícies de resposta tridimensionais obtidas a partir dos modelos de segunda ordem ajustados aos dados experimentais, apresentaram o comportamento do efeito conjugado dos fatores temperatura e taxa de aquecimento sobre a variável resposta grau de oxidação, desde a temperatura de inicio da reação química até a temperatura limite utilizada industrialmente. As condições de operação do processo de produção de cromato de sódio(VI) foram otimizadas. Os níveis ótimos dos fatores de controle aplicados as cinzas dos resíduos da indústria calçadista, geradas em uma planta piloto com incinerador de leito fixo, com tecnologia de gaseificação e combustão combinadas, apresentaram um grau de oxidação superior a 96% para as cinzas coletadas no ciclone e de 99,5% para as cinzas coletas no reator de gaseificação. Os resíduos sólidos, as cinzas e o produto de reação foram caracterizados por análises químicas, fluorescência de raio-X, microscopia eletrônica de varredura e difração de raio-X.

Localização de robôs móveis autônomos utilizando fusão sensorial de odometria e visão monocular

The development and refinement of techniques that make simultaneous localization and mapping (SLAM) for an autonomous mobile robot and the building of local 3-D maps from a sequence of images, is widely studied in scientific circles. This work presents a monocular visual SLAM technique based on extended Kalman filter, which uses features found in a sequence of images using the SURF descriptor (Speeded Up Robust Features) and determines which features can be used as marks by a technique based on delayed initialization from 3-D straight lines. For this, only the coordinates of the features found in the image and the intrinsic and extrinsic camera parameters are avaliable. Its possible to determine the position of the marks only on the availability of information of depth. Tests have shown that during the route, the mobile robot detects the presence of characteristics in the images and through a proposed technique for delayed initialization of marks, adds new marks to the state vector of the extended Kalman filter (EKF), after estimating the depth of features. With the estimated position of the marks, it was possible to estimate the updated position of the robot at each step, obtaining good results that demonstrate the effectiveness of monocular visual SLAM system proposed in this paper

Esforços em ferramentas rompedoras de solo de semeadoras de plantio direto

The individual evaluation of mechanisms for opening furrows to drop the seeds in a no-tillage seeders cultivation assists the companies in the sizing of opening tools of the ground, that search for minor energy petition and for diminishing the ground area mobilized. Therefore this work had the aim of evaluate the efforts of five different mechanisms of opening of ridge of seeding of direct plantation varyng the vertical load. The experiment was installed in one ground classified as Dystroferric Red Nitosol. The used experimental delineation was of the one randomized blocks in a factorial project 5 x 4, constituted a the following factors: five mechanisms of furrow opening (even disk - DL, corrugated disk - DC, ondulated disk - DO, double disk - DD and furrow rod - F) and four vertical loads (750, 1500, 2250 and 3000 N). To measure the forces in the studied treatments a dynamometer with sensitivity in the directions was used horizontal, lateral and vertical direction. The evaluation showed that the interaction between mechanisms of opening of ridge and vertical load was not significant, however the factors were significant when analyzed individually. The connecting rod promoted mobilization of the ground with smaller draft of horizontal effort reaching depths of work. The work showed that the vertical load influenced the depth of work of the mechanisms of ridge opening. The mechanisms of ridge opening of record type need vertical force to penetrate into the ground.

Growth regulator losses from cotton plants due to rainfall

Reguladores de crescimento aplicados às plantas de algodoeiro (Gossypium hirsutum L.) podem ser lavados em função da ocorrência de chuvas. Chuvas que ocorrem próximas à época de aplicação podem ocasionar elevada perda e necessidade de reaplicação dos produtos visando à taxa de crescimento desejada. Avaliou-se o efeito do intervalo de tempo entre a ocorrência de chuva simulada e a aplicação de cloreto de mepiquat e cloreto de chlormequat no algodoeiro no crescimento das plantas, além de estimar a necessidade de reaplicação dos reguladores. Plantas de algodão foram cultivadas em vasos de 12 L que permaneceram em casa de vegetação. Os reguladores de crescimento foram aplicados 40 dias após a emergência, quando 50% das plantas apresentavam botão floral. A chuva foi simulada 1, 2, 4, 6 e 24 horas após a aplicação dos reguladores. Determinou-se a altura das plantas antes da aplicação dos produtos e a cada 3 dias até o 30º dia. Na colheita, foi avaliado o número de ramos e estruturas reprodutivas, com posterior determinação da massa da matéria seca. Também foi determinado o crescimento acumulado e taxa de crescimento das plantas. Os dois reguladores reduziram a massa da matéria seca das plantas, independente do intervalo para ocorrência da chuva. O crescimento excessivo das plantas foi controlado, porém, com eficiência reduzida quanto menor o intervalo para simulação de chuva. em todos os períodos avaliados houve perda de produtos, com necessidade de reaplicação. A taxa de reaplicação de cloreto de mepiquat para os diferentes intervalos de chuva foi, em média, 17% maior.