Electrospun Polyaniline-Reduced Graphene Oxide Composite Nanofibers Based High Sensitive Ammonia Gas Sensor

Ammonia is an important gas in many power plants and industrial processes so its detection is of extreme importance in environmental monitoring and process control due to its high toxicity. Ammonia’s threshold limit is 25 ppm and the exposure time limit is 8 h, however exposure to 35 ppm is only secure for 10 min. In this work a brief introduction to ammonia aspects are presented, like its physical and chemical properties, the dangers in its manipulation, its ways of production and its sources. The application areas in which ammonia gas detection is important and needed are also referred: environmental gas analysis (e.g. intense farming), automotive-, chemical- and medical industries. In order to monitor ammonia gas in these different areas there are some requirements that must be attended. These requirements determine the choice of sensor and, therefore, several types of sensors with different characteristics were developed, like metal oxides, surface acoustic wave-, catalytic-, and optical sensors, indirect gas analyzers, and conducting polymers. All the sensors types are described, but more attention will be given to polyaniline (PANI), particularly to its characteristics, syntheses, chemical doping processes, deposition methods, transduction modes, and its adhesion to inorganic materials. Besides this, short descriptions of PANI nanostructures, the use of electrospinning in the formation of nanofibers/microfibers, and graphene and its characteristics are included. The created sensor is an instrument that tries to achieve a goal of the medical community in the control of the breath’s ammonia levels being an easy and non-invasive method for diagnostic of kidney malfunction and/or gastric ulcers. For that the device should be capable to detect different levels of ammonia gas concentrations. So, in the present work an ammonia gas sensor was developed using a conductive polymer composite which was immobilized on a carbon transducer surface. The experiments were targeted to ammonia measurements at ppb level. Ammonia gas measurements were carried out in the concentration range from 1 ppb to 500 ppb. A commercial substrate was used; screen-printed carbon electrodes. After adequate surface pre-treatment of the substrate, its electrodes were covered by a nanofibrous polymeric composite. The conducting polyaniline doped with sulfuric acid (H2SO4) was blended with reduced graphene oxide (RGO) obtained by wet chemical synthesis. This composite formed the basis for the formation of nanofibers by electrospinning. Nanofibers will increase the sensitivity of the sensing material. The electrospun PANI-RGO fibers were placed on the substrate and then dried at ambient temperature. Amperometric measurements were performed at different ammonia gas concentrations (1 to 500 ppb). The I-V characteristics were registered and some interfering gases were studied (NO2, ethanol, and acetone). The gas samples were prepared in a custom setup and were diluted with dry nitrogen gas. Electrospun nanofibers of PANI-RGO composite demonstrated an enhancement in NH3 gas detection when comparing with only electrospun PANI nanofibers. Was visible higher range of resistance at concentrations from 1 to 500 ppb. It was also observed that the sensor had stable, reproducible and recoverable properties. Moreover, it had better response and recovery times. The new sensing material of the developed sensor demonstrated to be a good candidate for ammonia gas determination.

Estudo de técnicas de deposição de filmes finos poliméricos à base de silanos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Materiais

Produção e desenvolvimento de dispositivos baseados em materiais termoeléctricos

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Materiais

SIGREDES. Cadastro das redes de saneamento e abastecimento dos aglomerados urbanos da CIMAC.

Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do grau de Mestre em Ciência e Sistemas de Informação Geográfica.

Hybrid Maneuver for Gradient Search with Multiple Coordinated AUVs

This work presents a hybrid maneuver for gradient search with multiple AUV's. The mission consists in following a gradient field in order to locate the source of a hydrothermal vent or underwater freshwater source. The formation gradient search exploits the environment structuring by the phenomena to be studied. The ingredients for coordination are the payload data collected by each vehicle and their knowledge of the behaviour of other vehicles and detected formation distortions.

Estudo e optimização da técnica de fiação húmida para produção de microfibras de quitosano

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Biomédica

Estudo comparativo da resistência à tração de juntas adesivas de sobreposição simples e dupla

O método de união com ligações adesivas está cada vez mais a ser utilizado na conceção de estruturas mecânicas, por causa das vantagens significativas desta técnica em comparação com as ligações tradicionais. De facto, as juntas com ligação adesiva estão sob investigação intensa há bastante tempo. Entre as vantagens, destaca-se a redução de peso e possibilidade de unir diferentes materiais, incluindo compósitos, sem danificar as estruturas a ligar. Os adesivos comerciais variam desde resistentes e frágeis (por exemplo, Araldite® AV138) a menos resistentes e dúcteis (por exemplo, Araldite® 2015). Uma nova família de adesivos de poliuretano combina elevada resistência e ductilidade (por exemplo, Sikaforce® 7888). Este trabalho compara o desempenho à tração dos três adesivos supracitados, em juntas de alumínio (Al6082-T651) de sobreposição simples e dupla, com variação dos valores de comprimento de sobreposição (LO). A análise numérica de modelos de dano coesivo (MDC) foi realizada para analisar as tensões de arrancamento (oy) e as de corte (txy) na camada adesiva, para estudar a variável de dano do MDC durante o processo de rotura e para avaliar a capacidade MDC na previsão da resistência da junta. A análise da resistência e da variável de dano ajudou na compreensão das diferenças entre os adesivos no que se refere ao processo de rotura e resistência da junta. Observou-se que as juntas de sobreposição dupla apresentam uma distribuição de tensões bastante mais favorável relativamente às juntas de sobreposição simples, principalmente devido à eliminação da flexão do substrato interior. Como resultado, a resistência destas juntas foi tipicamente superior ao dobro da observada para as juntas de sobreposição simples, com exceção de algumas configurações de junta em que houve plastificação extensa ou mesmo rotura dos substratos por tração. O trabalho proposto permitiu também concluir que as previsões MDC são tipicamente precisas, e qual a família de adesivos é mais adequada para cada configuração de junta, com a clara vantagem para o Sikaforce® 7888. Como resultado deste trabalho, foram propostas diretrizes de conceção para juntas adesivas.

Modulação Eletrofisiológica das Aurículas e Veias Pulmonares: Interação da Estimulação Simpática e Parassimpática na Inducibilidade de Fibrilhação Aguda Auricular num Modelo Experimental In Vivo

A influência do sistema nervoso autónomo (SNA) na génese da fibrilhac¸ão auricular (FA) envolve múltiplos mecanismos complexos com impacto nas propriedades eletrofisiológicas cardíacas. A importância dos efeitos da estimulac¸ão autonómica no substrato elétrico auricular e das veias pulmonares (VP) e na vulnerabilidade para FA requer melhor compreensão. Objetivo: Avaliar os efeitos da estimulac¸ão vagal (estim vag) e simpática (estim simp) aguda na condução e refratariedade das aurículas e VP e na indutibilidade de FA no coração de coelho in vivo com inervação autonómica preservada. Métodos: Estudámos 17 coelhos New Zealand de ambos os sexos. Para abordagem de «toráxaberto» procedeu-se a anestesia, entubação e ventilação após bloqueio neuro-muscular. O ECG foi obtido a partir de 3 derivações dos membros. Os eletrogramas foram registados com 4 elétrodos monopolares colocados na superfície epicárdica, distribuídos ao longo das aurículas e com um elétrodo circular adaptado à porção proximal das VP. Estimulou-se o nervo vago cervical direito e o tronco simpático torácico com elétrodos bipolares de platina. Estudámos os períodos refratários efetivos (PRE) e a condução elétrica auricular, entre a aurícula direita lateral-alta (AD) e a aurícula esquerda lateral-alta (AE), e entre AD e VP, em condições basais e durante estim vag, estim simp e estimulação autonómica combinada (dual estim). Para indução de FA, procedeu-se a pacing rápido (50 Hz, 10 s, isolado ou com estim vag, estim simp ou dual estim) com elétrodo bipolar no apêndice auricular direito (AAD), apêndice auricular esquerdo (AAE) e VP. Resultados: Em condições basais: os PRE eram maiores no AAE e registou-se um atraso na ativação da AD para as VP, comparando com a condução interauricular. Durante estim vag ou dual estim: os PRE encurtaram significativamente em todos os locais, o intervalo de condução interauricular variou de 20 ± 4 ms para 30 ± 10 ms (p < 0,05) e 31 ± 11 ms (p < 0,05),respetivamente. Com estim simp obteve-se uma redução significativa dos PRE no AAE e do tempo de condução interauricular para 16 ± 11 ms (p < 0,05). Induziu-se FA em 35 a 53% dos animais com 50 Hz, 65 a 76% com estim vagal ou estim simp, e 75 a 100% com dual estim (p < 0,05). A duração da FA aumentou significativamente durante estim vagal e/ou estim simp. Em 2/3 dos animais com indução de FA com duração >10 s a arritmia terminou imediatamente após interrupção da estim vagal. Conclusões: No coração de coelho inervado in vivo, a estimulação autonómica aguda encurta a refratariedade auricular e das VP, e modifica a velocidade de condução auricular, potenciando a indução e duração de FA. Os resultados sugerem que as variações agudas e a interação da atividade autonómica podem desempenhar um papel importante na fisiopatologia da FA.

Avaliação de estado de uma escultura de bronze: “Jean d’Aire” de Auguste Rodin

Dissertação para a obtenção do Grau de Mestre em Conservação e Restauro, Especialização em Metais

Produção de biohidrogénio a partir de diferentes fontes de carbono, por fermentação anaeróbia

Dissertação para a obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia

Desenvolvimento de bionanoconjugados com nanopartículas de ouro e oxidases para a detecção de poluentes ambientais

Dissertação para a obtenção do grau de Mestre em Biotecnologia

Stresse térmico em plantas de trigo. Alterações na composição do grão

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Tecnologia e Segurança Alimentar

Monitorização e otimização da deposição de filmes de óxidos mistos por RF-sputtering

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Física

Transporte do brometo de etídio através da parede celular de Mycrobacterium smegmatis: desenvolvimento e aplicação de metodologias de quantificação do transporte e correlação com a resistência aos antibióticos

O efluxo activo e a permeabilidade celular reduzida são consideradas as principais causas da resistência intrínseca micobacteriana a diversos antimicrobianos. Neste estudo comparámos a capacidade de extrusão do brometo de etídio (EtBr), um substrato universal de bombas de efluxo, pela estirpe selvagem M. smegmatis mc2155 com estirpes mutantes deletadas para LfrA e MspA, respectivamente a principal bomba de efluxo e porina de M. smegmatis, na presença e ausência dos inibidores de bombas de efluxo (IBEs) verapamil, tioridazina, clorpromazina e carbonil cianeto mclorofenilhidrazona (CCCP) e correlacionámos estes resultados com a capacidade destes IBEs em reduzir a susceptibilidade de M. smegmatis a diversos antibióticos. Os resultados obtidos mostram que, na ausência da principal porina de M. smegmatis, MspA, a acumulação de EtBr diminui e as células tornam-se igualmente mais resistentes a diversos antibióticos. Quando a principal bomba de efluxo de M. smegmatis, LfrA, é deletada a estirpe mutante apresenta um incremento na acumulação de EtBr e um aumento na susceptibilidade ao EtBr, isoniazida, rifampicina, etambutol e ciprofloxacina. Na presença dos IBEs testados, com excepção do CCCP, observa-se uma redução da concentração mínima inibitória para a estreptomicina, rifampicina, amicacina, ciprofloxacina, claritromicina e eritromicina. Estes resultados colocam em evidência que a porina MspA é um canal importante para a entrada de EtBr e antibióticos nas células e que o efluxo activo através da bomba de efluxo LfrA está envolvido na resistência de baixo nível a diversos antibióticos e EtBr em M. smegmatis. As metodologias desenvolvidas neste trabalho e os resultados obtidos proporcionaram um contributo para o melhor conhecimento dos dois principais mecanismos responsáveis pela resistência intrínseca micobacteriana a diversos antimicrobianos, considerada como um importante factor facilitador da aquisição e estabilização de um património genético que conduz ao desenvolvimento de resistência de alto nível em micobactérias.