Synthesis of YAP nanopowder by a soft chemistry route

Polycrystalline fine powder of YAlO(3) (YAP) was synthesized by the modified polymeric precursor method. A preliminary gradual pyrolytic decomposition under nitrogen flux was crucial in the removal process of organic residues to avoid the formation of molecular level inhomogeneities. YAP single phase was crystallized at temperatures between 950 degrees C and 1000 degrees C using chemically homogeneous ball-milled amorphous particles and very fast heating rates, corresponding to the lowest synthesis temperature of pure YAP nanopowder by soft chemistry routes. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Synthesis of YAP phase by a polymeric method and phase progression mechanisms

The phase formation kinetics of YAP (YAlO(3)) synthesized through the polymeric precursor method was investigated by thermal analysis, X-ray diffraction and FT-IR spectroscopy. We demonstrated that the YAP synthesis is highly dependent on the heat and mass transport during all stages of the synthesis route. In the first stages, during the preparation of amorphous precursor, ""hot spots"" need to be suppressed to avoid the occurrence of chemical inhomogeneities. Very high heating rates combined with small amorphous particles are advantageous in the last stage during the formation of crystalline phase. We were able to synthesize nanosized particles of YAP single phase at temperatures around 1100 A degrees C for future preparation of phosphors or ceramics for optics.

Fragmentation of orientation within grains of a cold-rolled interstitial-free steel

The formation of a favourable recrystallization texture in interstitial-free (IF) steels depends on the availability and activation of particular nucleation sites in the deformed microstructure. This paper presents a description of the deformed microstructure of a commercially cold-rolled IF steel, with particular emphasis on the microstructural inhomogeneities and short-range orientational variation that provide suitable nucleation sites during recrystallization. RD-fibre regions deform relatively homogeneously and exhibit little short-range orientational variation. ND-fibre regions are heavily banded and exhibit considerable short-range orientational variation associated with the bands. While the overall orientational spread of ND-fibre grains frequently is about the ND-axis, the short-range orientational variation often involves rotation about axes in the TD-ND plane that are nearer to the TD than the ND.

Numerical modeling of interactions between a macro-crack and a cluster of micro-defects

The interactions between a macro-crack and a cluster of micro-defects are studied numerically by using a series of special finite elements each containing a defect. These special finite elements, which contain defects such as holes, cracks, and inhomogeneities, are developed based on the hybrid displacement, complex potential and conformal mapping techniques. These hybrid-type elements can be used together with the conventional finite elements without any difficulty. Thus, simple finite element models can be devised to study the interactions between a macro-crack and a cluster of micro-defects. In this paper, the mathematical and finite element modeling procedures for the study of the above-mentioned problems are presented.

The Challenge of inhomogeneous deformation in magnesium and its alloys

It is shown that wrought magnesium alloys display a number of significant types of deformation inhomogeneities. These are influenced by the variation in the ease of basal slip amongst grains, micro-textures, shear banding, twinning and grain boundary sliding. Key features of each of these effects are examined and their engineering consequences and challenges are identified.

In-situ confocal Raman monitoring of evaporation process during protein crystallization

We have introduced an in-situ Raman monitoring technique to investigate the crystallization process inside protein drops. In addition to a conventional vapour-diffusion process, a novel procedure which actively stimulates the evaporation from a protein drop during crystallization was also evaluated, with lysozyme as a model protein. In contrast to the conventional vapour-diffusion condition, the evaporation-stimulated growth of crystals was initiated in a simple dehydration scheme and completed within a significantly shorter time. To gain an understanding of crystallization behaviours under the conditions with and without such evaporation stimulation, confocal Raman spectroscopy combined with linear regression analysis was used to monitor both lysozyme and HEPES buffer concentrations in real time. The confocal measurements having a high spatial resolution and good linear response revealed areas of local inhomogeneity in protein concentration when the crystallization started. The acquired concentration profiles indicated that (1)ÿthe evaporation-stimulated crystallization proceeded with protein concentrations lower than those under conventional vapour diffusion, and (2)ÿcrystals under the evaporation-stimulated condition were noticeable within an early stage of crystallization before the protein concentration approached its maximum value. The HEPES concentration profiles, on the other hand, increased steadily towards the end of the process regardless of the conditions used for crystallization. In particular, the observed local inhomogeneities specific to protein distribution suggested an accumulation mechanism of protein molecules that initiates the nucleation of crystals.

Efeitos das inomogeneidades da matéria em Cosmologias Aceleradas

The recent observational advances of Astronomy and a more consistent theoretical framework turned Cosmology in one of the most exciting frontiers of contemporary science. In this thesis, homogeneous and inhomogeneous Universe models containing dark matter and different kinds of dark energy are confronted with recent observational data. Initially, we analyze constraints from the existence of old high redshift objects, Supernovas type Ia and the gas mass fraction of galaxy clusters for 2 distinct classes of homogeneous and isotropic models: decaying vacuum and X(z)CDM cosmologies. By considering the quasar APM 08279+5255 at z = 3.91 with age between 2-3 Gyr, we obtain 0,2 < OM < 0,4 while for the j3 parameter which quantifies the contribution of A( t) is restricted to the intervalO, 07 < j3 < 0,32 thereby implying that the minimal age of the Universe amounts to 13.4 Gyr. A lower limit to the quasar formation redshift (zJ > 5,11) was also obtained. Our analyzes including flat, closed and hyperbolic models show that there is no an age crisis for this kind of decaying A( t) scenario. Tests from SN e Ia and gas mass fraction data were realized for flat X(z)CDM models. For an equation of state, úJ(z) = úJo + úJIZ, the best fit is úJo = -1,25, úJl = 1,3 and OM = 0,26, whereas for models with úJ(z) = úJo+úJlz/(l+z), we obtainúJo = -1,4, úJl = 2,57 and OM = 0,26. In another line of development, we have discussed the influence of the observed inhomogeneities by considering the Zeldovich-Kantowski-DyerRoeder (ZKDR) angular diameter distance. By applying the statistical X2 method to a sample of angular diameter for compact radio sources, the best fit to the cosmological parameters for XCDM models are OM = O, 26,úJ = -1,03 and a = 0,9, where úJ and a are the equation of state and the smoothness parameters, respectively. Such results are compatible with a phantom energy component (úJ < -1). The possible bidimensional spaces associated to the plane (a , OM) were restricted by using data from SNe Ia and gas mass fraction of galaxy clusters. For Supernovas the parameters are restricted to the interval 0,32 < OM < 0,5(20") and 0,32 < a < 1,0(20"), while to the gas mass fraction we find 0,18 < OM < 0,32(20") with alI alIowed values of a. For a joint analysis involving Supernovas and gas mass fraction data we obtained 0,18 < OM < 0,38(20"). In general grounds, the present study suggests that the influence of the cosmological inhomogeneities in the matter distribution need to be considered with more detail in the analyses of the observational tests. Further, the analytical treatment based on the ZKDR distance may give non-negligible corrections to the so-calIed background tests of FRW type cosmologies

Bose-Einstein condensates with inhomogeneous scattering length in one and two dimensions

We report on investigations of the properties of bright solitons in Bose-Einstein condensates in the presence of point-like spatial inhomogeneities, in one and two dimensions. By considering an analytical variational approach and full numerical simulations, we describe such processes due to interactions between the soliton and the inhomogeneity as the trapping, reflection, and transmission of bright matter solitons. We also study the critical number of particles as a function of the magnitude of the impurity.

The membranotropic activity of N-terminal peptides from the pore-forming proteins sticholysin I and II is modulated by hydrophobic and electrostatic interactions as well as lipid composition

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Hypoxic pulmonary vasoconstriction in reptiles: a comparative study of four species with different lung structures and pulmonary blood pressures

Low O-2 levels in the lungs of birds and mammals cause constriction of the pulmonary vasculature that elevates resistance to pulmonary blood flow and increases pulmonary blood pressure. This hypoxic pulmonary vasoconstriction (HPV) diverts pulmonary blood flow from poorly ventilated and hypoxic areas of the lung to more well-ventilated parts and is considered important for the local matching of ventilation to blood perfusion. In the present study, the effects of acute hypoxia on pulmonary and systemic blood flows and pressures were measured in four species of anesthetized reptiles with diverse lung structures and heart morphologies: varanid lizards (Varanus exanthematicus), caimans (Caiman latirostris), rattlesnakes (Crotalus durissus), and tegu lizards (Tupinambis merianae). As previously shown in turtles, hypoxia causes a reversible constriction of the pulmonary vasculature in varanids and caimans, decreasing pulmonary vascular conductance by 37 and 31%, respectively. These three species possess complex multicameral lungs, and it is likely that HPV would aid to secure ventilation-perfusion homogeneity. There was no HPV in rattlesnakes, which have structurally simple lungs where local ventilation-perfusion inhomogeneities are less likely to occur. However, tegu lizards, which also have simple unicameral lungs, did exhibit HPV, decreasing pulmonary vascular conductance by 32%, albeit at a lower threshold than varanids and caimans (6.2 kPa oxygen in inspired air vs. 8.2 and 13.9 kPa, respectively). Although these observations suggest that HPV is more pronounced in species with complex lungs and functionally divided hearts, it is also clear that other components are involved.

Correcting coils in end magnets of accelerators

We present an empirical investigation of the correcting coils behavior used to homogenize the field distribution of the race-track microtron accelerator end magnets. These end magnets belong to the second stage of the 30.0 MeV cw electron accelerator under construction at IFUSP, the race-track microtron booster, in which the beam energy is raised from 1.97 to 5.1 MeV. The correcting coils are attached to the pole faces and are based on the inhomogeneities of the magnetic field measured. The performance of these coils, when operating the end magnets with currents that differ by ±10% from the one used in the mappings that originated the coils copper leads, is presented. For one of the magnets, adjusting conveniently the current of the correcting coils makes it possible to homogenize field distributions of different intensities, once their shapes are practically identical to those that originated the coils. For the other one, the shapes are changed and the coils are less efficient. This is related to intrinsic factors that determine the inhomogeneities. However, we obtained uniformity of 0.001% in both cases. © 1998 The American Physical Society.

Dynamics of bright matter wave solitons in a Bose-Einstein condensate

Recent experimental and theoretical advances in the creation and description of bright matter wave solitons are reviewed. Several aspects are taken into account, including the physics of soliton train formation as the nonlinear Fresnel diffraction, soliton-soliton interactions, and propagation in the presence of inhomogeneities. The generation of stable bright solitons by means of Feshbach resonance techniques is also discussed. © World Scientific Publishing Company.

Modelagem numérica da influência do eletrojato equatorial em dados magnetotelúricos produzidos por estruturas tridimensionais

A América do Sul apresenta várias peculiaridades geomagnéticas, uma delas, é a presença do Eletrojato Equatorial, o qual se estende de leste para oeste no Brasil ao longo de aproximadamente 3500 km. Considerando-se o fato de que a influência do Eletrojato Equatorial pode ser detectada a grandes distâncias do seu centro, isto suscita o interesse em se estudar os seus efeitos na exploração magnetotelúrica no Brasil. A influência do eletrojato equatorial na prospecção magnetotelúrica tem sido modelada para meios geológicos uni e bidimensionais valendo-se para isto de soluções analíticas fechadas e de técnicas numéricas tais como elementos finitos e diferenças finitas. Em relação aos meios geológicos tridimensionais, eles tem sido modelados na forma de "camadas finas", usando o algoritmo "thin sheet". As fontes indutoras utilizadas para simular o eletrojato equatorial nestes trabalhos, tem sido linhas de corrente, eletrojatos gaussianos e eletrojatos ondulantes. Por outro lado, o objetivo principal da nossa tese foi o modelamento dos efeitos que o eletrojato equatorial provoca em estruturas tridimensionais próprias da geofísica da prospecção. Com tal finalidade, utilizamos o esquema numérico da equação integral, com as fontes indutoras antes mencionadas. De maneira similar aos trabalhos anteriores, os nossos resultados mostram que a influência do eletrojato equatorial somente acontece em frequências menores que 10^-1 Hz. Este efeito decresce com a distância, mantendo-se até uns 3000 km do centro do eletrojato. Assim sendo, a presença de grandes picos nos perfis da resistividade aparente de um semi-espaço homogêneo, indica que a influência do eletrojato é notável neste tipo de meio. Estes picos se mostram com diferente magnitude para cada eletrojato simulado, sendo que a sua localização também muda de um eletrojato para outro. Entretanto, quando se utilizam modelos geo-elétricos unidimensionais mais de acordo com a realidade, tais como os meios estratificados, percebe-se que a resposta dos eletrojatos se amortece significativamente e não mostra muitas diferenças entre os diferentes tipos de eletrojato. Isto acontece por causa da dissipação da energia eletromagnética devido à presença da estratificação e de camadas condutivas. Dentro do intervalo de 3000 km, a resposta eletromagnética tridimensional pode ser deslocada para cima ou para baixo da resposta da onda plana, dependendo da localização do corpo, da frequência, do tipo de eletrojato e do meio geológico. Quando a resposta aparece deslocada para cima, existe um afastamento entre as sondagens uni e tridimensionais devidas ao eletrojato, assim como um alargamento da anomalia dos perfis que registra a presença da heterogeneidade tridimensional. Quando a resposta aparece deslocada para baixo, no entanto, há uma aproximação entre estes dois tipos de sondagens e um estreitamento da anomalia dos perfis. Por outro lado, a fase se mostra geralmente, de uma forma invertida em relação à resistividade aparente. Isto significa que quando uma sobe a outra desce, e vice-versa. Da mesma forma, comumente nas altas frequências as respostas uni e tridimensionais aparecem deslocadas, enquanto que nas baixas frequências se mostram com os mesmos valores, com exceção dos eletrojatos ondulantes com parâmetros de ondulação α = —2 e —3. Nossos resultados também mostram que características geométricas próprias das estruturas tridimensionais, tais como sua orientação em relação à direção do eletrojato e a dimensão da sua direção principal, afetam a resposta devido ao eletrojato em comparação com os resultados da onda plana. Desta forma, quando a estrutura tridimensional é rotacionada de 90°, em relação à direção do eletrojato e em torno do eixo z, existe uma troca de polarizações nas resistividades dos resultados, mas não existem mudanças nos valores da resistividade aparente no centro da estrutura. Ao redor da mesma, porém, se percebe facilmente alterações nos contornos dos mapas de resistividade aparente, ao serem comparadas com os mapas da estrutura na sua posição original. Isto se deve à persistência dos efeitos galvânicos no centro da estrutura e à presença de efeitos indutivos ao redor do corpo tridimensional. Ao alongar a direção principal da estrutura tridimensional, as sondagens magnetotelúricas vão se aproximando das sondagens das estruturas bidimensionais, principalmente na polarização XY. Mesmo assim, as respostas dos modelos testados estão muito longe de se considerar próximas das respostas de estruturas quase-bidimensionais. Porém, os efeitos do eletrojato em estruturas com direção principal alongada, são muito parecidos com aqueles presentes nas estruturas menores, considerando-se as diferenças entre as sondagens de ambos tipos de estruturas. Por outro lado, os mapas de resistividade aparente deste tipo de estrutura alongada, revelam um grande aumento nos extremos da estrutura, tanto para a onda plana como para o eletrojato. Este efeito é causado pelo acanalamento das correntes ao longo da direção principal da estrutura. O modelamento de estruturas geológicas da Bacia de Marajó confirma que os efeitos do eletrojato podem ser detetados em estruturas pequenas do tipo "horst" ou "graben", a grandes distâncias do centro do mesmo. Assim, os efeitos do eletrojato podem ser percebidos tanto nos meios estratificados como tridimensionais, em duas faixas de freqüência (nas proximidades de 10^-1 Hz e para freqüências menores que 10^-3 Hz), possivelmente influenciados pela presença do embasamento cristalino e a crosta inferior, respectivamente. Desta maneira, os resultados utilizando o eletrojato como fonte indutora, mostram que nas baixas freqüências as sondagens magnetotelúricas podem ser fortemente distorcidas, tanto pelos efeitos galvânicos da estrutura tridimensional como pela presença da influência do eletrojato. Conseqüêntemente, interpretações errôneas dos dados de campo podem ser cometidas, se não se corrigirem os efeitos do eletrojato equatorial ou, da mesma forma, não se utilisarem algoritmos tridimensionais para interpretar os dados, no lugar do usual modelo unidimensional de Tikhonov - Cagniard.

Modelagem sísmica e inversão na presença de anisotropia

A necessidade da adoção de modelos elásticos anisotrópicos, no contexto da sísmica de exploração, vem crescendo com o advento de novas técnicas de aquisição de dados como VSP, walkway VSP, tomografia poço a poço e levantamentos sísmicos com grande afastamento. Meios anisotrópicos, no contexto da sísmica de exploração, são modelos efetivos para explicar a propagação de ondas através de meios que apresentam padrões de heterogeneidade em escala muito menor que o comprimento de onda das ondas sísmicas. Particularmente, estes modelos são muito úteis para explicar o dado sísmico mais robusto que são as medidas de tempo de trânsito. Neste trabalho, são investigados aspectos da propagação de ondas, traçado de raios e inversão de tempos de trânsito em meios anisotrópicos. É estudada a propagação de ondas SH em meios anisotrópicos estratificados na situação mais geral onde estas ondas podem ocorrer, ou seja, em meios monoclínicos com um plano vertical de simetria especular. É mostrado que o campo de ondas SH refletido a partir de um semi-espaço estratificado, não apresenta qualquer informação sobre a possível presença de anisotropia em subsuperfície. São apresentados métodos simples e eficientes para o traçado de raios em 3D através de meios anisotrópicos estratificados, baseados no princípio de Fermat. Estes métodos constituem o primeiro passo para o desenvolvimento de algoritmos de inversão de tempos de trânsito para meios anisotrópicos em 3D, a partir de dados de VSP e walkaway VSP. Esta abordagem é promissora para determinação de modelos de velocidade, que são necessários para migração de dados sísmicos 3D na presença de anisotropia. É efetuada a análise da inversão tomográfica não linear, para meios estratificados transversalmente isotrópicos com um eixo de simetria vertical(TIV). As limitações dos dados de tempo de trânsito de eventos qP para determinação das constantes elásticas, são estabelecidas e caracterizados os efeitos da falta de cobertura angular completa na inversão tomográfica. Um algoritmo de inversão foi desenvolvido e avaliado em dados sintéticos. A aplicação do algoritmo a dados reais demonstra a consistência de meios TIV. Esta abordagem é útil para casos onde há informação a priori sobre a estratificação quase plana das formações e onde os próprios dados do levantamento poço a poço apresentam um alto grau de simetria especular em relação a um plano vertical. Também pode ser útil em interpretações preliminares, onde a estimativa de um meio estratificado, serve como modelo de fundo para se efetuar análises mais detalhadas, por exemplo, como um modelo de velocidades anisotrópico para migração, ou como um modelo de calibração para análises de AVO.

Região do espaço que mais influencia em medidas eletromagnéticas no domínio da frequência: caso de uma linha de corrente sobre um semi-espaço condutor

Localizar em subsuperfície a região que mais influencia nas medidas obtidas na superfície da Terra é um problema de grande relevância em qualquer área da Geofísica. Neste trabalho, é feito um estudo sobre a localização dessa região, denominada aqui zona principal, para métodos eletromagnéticos no domínio da freqüência, utilizando-se como fonte uma linha de corrente na superfície de um semi-espaço condutor. No modelo estudado, tem-se, no interior desse semi-espaço, uma heterogeneidade na forma de camada infinita, ou de prisma com seção reta quadrada e comprimento infinito, na direção da linha de corrente. A diferença entre a medida obtida sobre o semi-espaço contendo a heterogeneidade e aquela obtida sobre o semi-espaço homogêneo, depende, entre outros parâmetros, da localização da heterogeneidade em relação ao sistema transmissor-receptor. Portanto, mantidos constantes os demais parâmetros, existirá uma posição da heterogeneidade em que sua influência é máxima nas medidas obtidas. Como esta posição é dependente do contraste de condutividade, das dimensões da heterogeneidade e da freqüência da corrente no transmissor, fica caracterizada uma região e não apenas uma única posição em que a heterogeneidade produzirá a máxima influência nas medidas. Esta região foi denominada zona principal. Identificada a zona principal, torna-se possível localizar com precisão os corpos que, em subsuperfície, provocam as anomalias observadas. Trata-se geralmente de corpos condutores de interesse para algum fim determinado. A localização desses corpos na prospecção, além de facilitar a exploração, reduz os custos de produção. Para localizar a zona principal, foi definida uma função Detetabilidade (∆), capaz de medir a influência da heterogeneidade nas medidas. A função ∆ foi calculada para amplitude e fase das componentes tangencial (H_x) e normal (H_z) à superfície terrestre do campo magnético medido no receptor. Estudando os extremos da função ∆ sob variações de condutividade, tamanho e profundidade da heterogeneidade, em modelos unidimensionais e bidimensionais, foram obtidas as dimensões da zona principal, tanto lateralmente como em profundidade. Os campos eletromagnéticos em modelos unidimensionais foram obtidos de uma forma híbrida, resolvendo numericamente as integrais obtidas da formulação analítica. Para modelos bidimensionais, a solução foi obtida através da técnica de elementos finitos. Os valores máximos da função ∆, calculada para amplitude de H_x, mostraram-se os mais indicados para localizar a zona principal. A localização feita através desta grandeza apresentou-se mais estável do que através das demais, sob variação das propriedades físicas e dimensões geométricas, tanto dos modelos unidimensionais como dos bidimensionais. No caso da heterogeneidade condutora ser uma camada horizontal infinita (caso 1D), a profundidade do plano central dessa camada vem dada pela relação p_o = 0,17 δ_o, onde p_o é essa profundidade e δ_o o "skin depth" da onda plana (em um meio homogêneo de condutividade igual à do meio encaixante (σ₁) e a freqüência dada pelo valor de w em que ocorre o máximo de ∆ calculada para a amplitude de H_x). No caso de uma heterogeneidade bidimensional (caso 2D), as coordenadas do eixo central da zona principal vem dadas por d_o = 0,77 r₀ (sendo d_o a distância horizontal do eixo à fonte transmissora) e p_o = 0,36 δ_o (sendo p_o a profundidade do eixo central da zona principal), onde r₀ é a distância transmissor-receptor e δ_o o "skin depth" da onda plana, nas mesmas condições já estipuladas no caso 1D. Conhecendo-se os valores de r₀ e δ_o para os quais ocorre o máximo de ∆, calculado para a amplitude de H_x, pode-se determinar (d_o, p_o). Para localizar a zona principal (ou, equivalentemente, uma zona condutora anômala em subsuperfície), sugere-se um método que consiste em associar cada valor da função ∆ da amplitude de H_x a um ponto (d, p), gerado através das relações d = 0,77 r e p = 0,36 δ, para cada w, em todo o espectro de freqüências das medidas, em um dado conjunto de configurações transmissor-receptor. São, então, traçadas curvas de contorno com os isovalores de ∆ que vão convergir, na medida em que o valor de ∆ se aproxima do máximo, sobre a localização e as dimensões geométricas aproximadas da heterogeneidade (zona principal).