Síntesis de nanopartículas de ferritas tipo MFe2O4 (M=Fe, Co, Cu) para su aplicación en superconductores

La tecnología actual ha permitido que en los últimos años la nanociencia y la nanotecnología sean puntos críticos en el desarrollo del conocimiento. En estos momentos se desarrollan sistemas de dimensiones nanométricas que son interesantes debido a sus potenciales aplicaciones en diferentes ámbitos como en química, física, biología, materiales, medicina, cosmética... Dentro de estos sistemas nanoscópicos se encuentran las nanopartículas, estructuras con un tamaño inferior a los 100nm de longitud. En esta clasificación existen a su vez diferentes categorías, como las nanopartículas metálicas, semiconductoras, magnéticas, etc. y es exactamente en esta última tipoogía donde se centra este estudio. Este proyecto de investigación desarrolla la síntesis de magnetita (Fe3O4), ferrita de cobalto (CoFe2O4) y ferrita de cobre (CuFe2O4) con la finalidad de utilizarlas como dopante en superconductores. El método sintético utilizado es del tipo solvotérmico y se lleva a cabo en trietilenglicol, el cual actúa a la vez como disolvente y como estabilizante de las nanopartículas. Las partículas así obtenidas son dispersables en medios polares como el etanol absoluto. Los precursores de este método sintético son los respectivos acetilacetonatos metálicos debido a que el ligando orgánico descompone en productos volátiles. Existen diferentes factores que afectan a la síntesis, tales como la velocidad de ascenso de la temperatura, la agitación, la presencia de agua, la temperatura de descomposición de los precursores, etc. Algunos de estos factores han sido estudiados con detalle y aplicados con tal de optimizar el método experimental. Las nanopartículas sintetizadas han sido analizadas mediante diversas técnicas físicas con tal de establecer diferentes parámetros, tales como su composición fnal, su pureza, su estructura, sus propiedades magnéticas, etc. Estas técnicas son diversas: desde la espectroscopia infrarroja hasta medidas mediante SQUID, pasando por rayos X, microscopía electrónica y termogravimetría. Los resultados han sido favorables en la síntesis de la magnetita y también en la ferrita de cobalto, ya que las nanopartículas obtenidas son homogéneas, fácilmente dispersables en algoholes, estables por largos períodos de teimpo, rápidas de sintetizar, etc. El único problema observado ha sido la síntesis de ferrita de cobre la cual se ha de optimizar, ya que el producto final ha resultado ser una mezcla de tres compuesto diferentes.

Geological setting of the Guelb Moghrein Fe oxide-Cu-Au-Co mineralization, Akjoujt area, Mauritania

The Guelb Moghrein Fe oxide-Cu-Au-Co deposit is located at the western boundary of the West African craton in NW Mauritania. The wall rocks to the mineralization represent a meta-volcanosedimentary succession typical of Archaean greenstone belts. Two types of meta-volcanic rocks are distinguished: (1) volcanoclastic rocks of rhyodacite-dacite composition (Sainte Barbe volcanic unit), which form the stratigraphic base; (2) tholeiitic andesites-basalts (Akjoujt meta-basalt unit). The trace element signature of both types is characteristic of a volcanic arc setting. A small meta-pelitic division belongs to the Sainte Barbe volcanic unit. A meta-carbonate body, which contains the mineralization, forms a tectonic lens in the Akjoujt meta-basalt unit. It can be defined by the high X(mg) (=36) of Fe-Mg carbonate, the REE pattern and the delta(13)C values of -18 to -17 parts per thousand as a marine precipitate similar to Archaean banded iron formation (BIF). Additionally, small slices of Fe-Mg clinoamphibole-chlorite schist in the meta-carbonate show characteristics of marine shale. This assemblage, therefore, does not represent an alteration product, but represents an iron formation unit deposited on a continental shelf, which probably belongs to the Lembeitih Formation. The hydrothermal mineralization at 2492 Ma was contemporaneous with regional D(2) thrusting of the Sainte Barbe volcanic unit and imbrications of the meta-carbonate in the upper greenschist facies. This resulted in the formation of an ore breccia in the meta-carbonate, which is enriched in Fe, Ni, Co, Cu, Bi, Mo, As and Au. Massive sulphide ore breccia contains up to 20 wt% Cu. The ore fluid was aqueous-carbonic in nature and either changed its composition from a Mg-rich oxidizing to an Fe-rich reducing fluid or the two fluid types mixed at the trap site. All lithologies at Guelb Moghrein were deformed by D(3) thrusting to the east in the lower greenschist facies. The mobility of REE in the retrogressed rocks explains the formation of a second generation of hydrothermal monazite, which was dated at c. 1742 Ma. Archaean rocks of the West African craton extend to the west to Guelb Moghrein. The active continental margin was deformed and mineralized in the Late Archaean-Early Proterozoic and again reactivated in the Mid-Proterozoic and Westphalian, showing that the western boundary of the craton was reactivated several times.

Comparativa de equipos de síntesis mecánica : aleaciones de base Al-Cu y Fe-Ni

La síntesis mecánica es un proceso basado en la molturación de una mezcla de polvosometida a altas energías que se producen por los choques entre las partículas y lasbolas de un micromolino, entre las partículas y las paredes del recipiente y entre lasmismas partículas. Los dos procesos involucrados en el proceso de síntesis mecánicason la soldadura en frío y la fractura.El proyecto que se presenta es una continuación de los diferentes estudios realizadosen el departamento de Recerca de Materials i Termodinàmica de la Universidad deGirona sobre el proceso de aleado mecánico, en especial del proyecto de Ivan Darnés(Abril 2005) donde se realizaba un estudio comparativo de los micromolinosPulverisette 7 (P7) y SPEX8000 a partir de dos aleaciones en polvo de base Fe.El presente proyecto tiene como objetivo principal realizar nuevamente unacomparación de los equipos P7 y SPEX8000, pero utilizando otras mezclas de polvoiniciales y modificando los parámetros del proceso. Para tal comparación se estudiaránlas muestras obtenidas a nivel estructural, térmico y morfológico

Peletização do lodo de esgoto e adição de CaCO3 na produção de matéria seca e absorção de Zn, Cu e Ni pelo milho em três latossolos

Em experimento de casa de vegetação, realizado em Campinas (SP), no período de janeiro a maio de 1980, estudaram-se os efeitos da peletização do lodo de esgoto, nas doses 0, 1 e 5% (v/v) do material seco, na produção de matéria seca e na absorção de Zn, Cu e Ni pela parte aérea do milho (Zea mays L.), em latossolo roxo (LR), latossolo vermelho-escuro (LE) e latossolo vermelho-amarelo (LV), que receberam ou não adição de CaCO3 suficiente para elevação do pH em água para 6,0. O experimento foi realizado em vasos com dois litros de capacidade, delineados em blocos ao acaso, com três repetições, e os tratamentos arranjados num esquema fatorial. Após 200 dias de incubação dos solos com o lodo e CaCO3, cultivaram-se quatro plantas de milho em cada vaso. A parte aérea foi quantificada 56 dias após a germinação, sendo cortada, seca, pesada e analisada para os elementos Zn, Cu e Ni. Amostras de terra de cada tratamento foram retiradas e tiveram os metais extraídos pelo DTPA. A peletização do lodo de esgoto resultou em diminuição significativa na produção de matéria seca pela parte aérea do milho, nos três solos estudados, em comparação com o lodo não peletizado. A adição de CaCO3 proporcionou aumento significativo na produção de matéria seca do milho apenas nos dois solos mais ácidos (LE e LV) e diminuiu o acúmulo de Zn na parte aérea desse vegetal cultivado no LE, sem distinção quanto ao tipo de lodo aplicado, não se observando diferenças significativas na absorção de Ni, em todos os solos analisados. A incorporação do lodo peletizado , que continha 19% menos Zn e Ni que o não peletizado, resultou em menor absorção de Zn, Cu e Ni nos três solos, exceto para o Ni no LR. Para todos os solos investigados, o método do DTPA mostrou-se mais adequado em prognosticar as quantidades disponíveis de Zn e de Cu para o milho, independentemente do tipo de lodo de esgoto aplicado e da elevação ou não do pH do solo pela adição de CaCO3.

Caracterització de les metal·lotioneïnes CnMT1 i CnMT2 del fong Cryptococcus neoformans. Estudi de la capacitat coordinant davant dels ions Zn(II), Cd(II) i Cu(I)

En aquest treball de recerca, s’han estudiat les dues isoformes de metal·lotioneïna CnMT1 i CnMT2 presents en el fong patogen Cryptococcus neoformans. Recentment s’ha descobert que aquest fong té com a factor de virulència, els nivells de coure del medi on es troba. Les dues isoformes produïdes en medis rics en Zn(II) s’han utilitzat per a fer valoracions amb Cu(I) i Cd(II), i s’ha seguit l’evolució dels experiments mitjançant les tècniques DC, UV-vis, i ESI-MS. S’ha pogut observar que les dues isoformes tenen preferència per enllaçar Cu(I). Per altra banda també s’ha establert una gran homologia entre les dues seqüències.

Efeito de ZN, Cd e Cu no comportamento de fungos ectomicorrízicos em meio de cultura

Os fungos ectomicorrízicos são capazes de tolerar concentrações de metais pesados tóxicas às plantas hospedeiras, apesar de serem adversamente influenciados pelo excesso de alguns metais. Avaliou-se o crescimento de um isolado de Pisolithus tinctorius e outro de Suillus bovinus em meio de cultura líquido com doses crescentes de sais de Zn, Cu ou Cd adicionados individualmente em frascos de 125 mL que continham 50 mL de meio Mellin-Norkrans modificado (MNM), em pH 4,8. Os fungos cresceram por 20 dias em câmara de crescimento a 28ºC. O crescimento dos fungos foi inibido com a elevação das concentrações dos metais, porém de forma diferenciada. As concentrações suficientes para inibir 50% do crescimento foram de 2,71 x 10-3 mol L-1 de Zn, 1,18 x 10-3 mol L-1 de Cu e 12,2 x 10-6 mol L-1 de Cd, para o P. tinctorius, e de 2,15 x 10-3 mol L-1 de Zn, 0,12 x 10-3 mol L-1 de Cu e 7,2 x 10-6 mol L-1 de Cd, para o S. bovinus. O efeito inibitório dos metais sobre o crescimento dos fungos seguiu a seguinte ordem decrescente: Cd > Cu > Zn. O isolado de S. bovinus apresentou tolerância ao Zn similar à observada para o P. tinctorius, mas foi menos tolerante que este em relação aos outros dois metais. O crescimento de P. tinctorius foi favorecido por pequena dose de Cu. A produção de pigmentos extracelulares nestes isolados foi estimulada por todos os metais estudados. O P. tinctorius, o mais tolerante, produziu mais pigmentos extracelulares por grama de micélio, o que sugere a relação positiva entre a capacidade de produção de pigmentos e a tolerância aos metais.

Nuclear scaffold proteins are differently sensitive to stabilizing treatment by heat or Cu++.

The distribution of three nuclear scaffold proteins (of which one is a component of a particular class of nuclear bodies) has been studied in intact K562 human erythroleukemia cells, isolated nuclei, and nuclear scaffolds. Nuclear scaffolds were obtained by extraction with the ionic detergent lithium diidosalicylate (LIS), using nuclei prepared in the absence of divalent cations (metal-depleted nuclei) and stabilized either by a brief heat exposure (20 min at 37C or 42C) or by Cu++ ions at 0C. Proteins were visualized by in situ immunocytochemistry and confocal microscopy. Only a 160-kD nuclear scaffold protein was unaffected by all the stabilization procedures performed on isolated nuclei. However, LIS extraction and scaffold preparation procedures markedly modified the distribution of the polypeptide seen in intact cells, unless stabilization had been performed by Cu++. In isolated nuclei, only Cu++ treatment preserved the original distribution of the two other antigens (M(r), 125 and 126 kD), whereas in heat-stabilized nuclei we detected dramatic changes. In nuclear scaffolds reacted with antibodies to 125 and 126-kD proteins, the fluorescent pattern was always disarranged regardless of the stabilization procedure. These results, obtained with nuclei prepared in the absence of Mg+2 ions, indicate that heat treatment per se can induce changes in the distribution of nuclear proteins, at variance with previous suggestions. Nevertheless, each of the proteins we have studied behaves in a different way, possibly because of its specific association with the nuclear scaffold.

Produção de grãos e absorção de Cu, Fe, Mn e Zn pelo milho em solo adubado com lodo de esgoto, com e sem calcário

O lodo de esgoto (LE), apesar do seu reconhecido valor como fertilizante, ainda é motivo de preocupação quando usado na agricultura, em virtude do potencial de absorção excessiva de metais pesados pelas plantas e entrada na cadeia alimentar. Para avaliar o efeito da adição de 0, 20, 40, 60 e 80 Mg ha-1 (com base no material seco) de LE, aplicado de forma única ou parcelada em 2, 3 e 4 anos nas doses de 40, 60 e 80 Mg ha-1, respectivamente, com e sem calcário, na produção de grãos e massa seca da parte aérea e na absorção de Cu, Fe, Mn e Zn pelo milho, foi realizado, em Cordeirópolis (SP), um experimento em condições de campo, utilizando um Latossolo Vermelho distrófico típico, no período de 1983 a 1987. Foi utilizado o experimento em faixas ("split block") com quatro repetições. A maior dose de LE adicionou ao solo, em kg ha-1, 63, 3040, 25 e 152 de Cu, Fe, Mn e Zn, respectivamente. A produção de grãos e de massa seca da parte aérea aumentou linearmente com a adição de LE nos anos estudados. O LE aumentou significativamente as concentrações de Zn nas folhas e na parte aérea e provocou a redução nas concentrações de Fe e Mn, mas não alterou as de Cu. As concentrações dos metais nos grãos não foram influenciadas de forma significativa pela adição de LE, estando mesmo nas maiores doses, dentro dos níveis aceitáveis, sem causar restrição ao consumo humano. A absorção de Zn, Fe e Mn pelo milho foi significativamente reduzida pela adição de calcário. O Zn foi o metal que mais teve reduzida sua concentração na parte aérea pela adição de calcário. O parcelamento das doses de lodo de 40 a 80 Mg ha-1 provocou, de modo geral, aumento das quantidades absorvidas de metais pelo milho, sendo o Fe e o Zn os elementos que mais se acumularam na planta em resposta a esse parcelamento.

Avaliação de três áreas de solo construído após mineração de carvão a céu aberto em Lauro Müller, Santa Catarina

Em solos construídos após mineração de carvão, a contaminação das camadas superficiais com pirita provoca intensa acidificação do solo, acelera a intemperização de minerais, eleva os teores de Al e Mn e aumenta a lixiviação de bases. O presente trabalho avaliou características químicas, teor de argila e mineralogia, bem como a variabilidade espacial para algumas dessas características em três áreas de solos construídos após mineração de carvão a céu aberto no município de Lauro Müller, Santa Catarina. As três áreas selecionadas apresentavam diferenças no modo de construção topográfico. A primeira, denominada Mina Juliana (MJ), foi construída em 1996, utilizando material (sólum, regolito argiloso e rocha) que foi separado e estocado antes da mineração, conforme previsto no plano de reabilitação. A segunda, denominada Mina do Apertado (MA), foi construída, em 1996, usando, como material de cobertura, o sólum proveniente do decapeamento de um morro adjacente à área. A terceira área, denominada Mina Rio do Meio (MRM), sofreu apenas construção topográfica em 1983, com mistura de resíduos de pirita de carvão e rochas de várias camadas. Amostras de solo foram coletadas em sistema de grade de pontos, em três profundidades, sendo analisados o pH em água, teores de Ca, Mg, K e Al trocáveis, H + Al e condutividade elétrica. Em amostras selecionadas, analisaram-se alguns metais pesados e a mineralogia da fração argila. Análises efetuadas em dois perfis de solo representativos das condições anteriores à mineração foram utilizados, para comparação. Todas as áreas apresentaram grande dispersão de valores para características químicas e teor de argila dos solos entre os pontos amostrados. O processo de construção do solo que resultou em maior uniformidade destas características e melhores condições para o estabelecimento de espécies vegetais foi o da área MJ. O solo da área MA, graças à mistura de resíduos de carvão piritoso com o solo superficial, está em franco processo de acidificação e contém alta concentração de sais. O solo da área MRM, em virtude do abandono e do longo período de exposição de resíduos piritosos na camada superficial, mostra elevada acidez, tendo já sofrido intensa lixiviação dos sais. As únicas variáveis testadas que apresentaram modelo definido para semivariância foram Al trocável, H + Al e argila, cujo alcance variou de 50 a 70 m.

Determinação de Fe, Zn, Cu e Mn extraídos do solo por diferentes extratores e dosados por espectrofotometria de emissão ótica em plasma induzido e espectrofotometria de absorção atômica

Para aumentar a precisão nas análises químicas de fertilidade do solo e dosar simultaneamente vários elementos, alguns laboratórios vêm optando pelo uso da técnica da espectrofotometria de emissão ótica em plasma induzido (ICP), em detrimento da técnica da espectrofotometria de absorção atômica (EAA), hoje comumente utilizada nos laboratórios de análise de solos. Este trabalho, além de comparar as duas técnicas de dosagem quanto à precisão, à reprodutibilidade e à magnitude dos teores dos micronutrientes Fe, Zn, Cu e Mn, extraídos por Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA-TEA, objetivou, também, selecionar os comprimentos de onda que apresentam menores interferências espectrais no ICP. Foram utilizadas 36 amostras (0 a 0,2 m) de solos coletadas nos Estados de Minas Gerais e Bahia, com ampla variação nos teores de micronutrientes, sendo selecionados três solos para definir os comprimentos de onda do ICP e avaliar a precisão e a reprodutibilidade dos métodos de dosagem. Os comprimentos de onda com menores interferências espectrais no ICP foram: 259,939 nm para Fe em Mehlich-1 e DTPA-TEA e 234,349 nm em Mehlich-3; 213,857 nm para Zn e 324,752 nm para Cu nos três extratores; e 259,372 nm para Mn em Mehlich-1 e DTPA-TEA e 260,568 nm em Mehlich-3. Tanto o ICP quanto o EAA foram precisos e reprodutíveis nas dosagens de Fe e Mn, sendo o ICP, em virtude do seu menor limite de detecção, mais preciso e reprodutível nas dosagens de Zn e Cu. Os métodos de dosagem diferiram estatisticamente (p < 0,01) pelo teste de identidade aplicado, para as dosagens de Fe, Zn, Cu e Mn, utilizando Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA-TEA, comprometendo assim a interpretação dos resultados gerados pelo ICP, com base nos níveis críticos gerados a partir do EAA.

Efeito da adição de fontes de matéria orgânica como amenizantes do efeito tóxico de B, Zn, Cu, Mn e Pb no cultivo de Brassica juncea

Atividades humanas como mineração, siderurgia e aplicação de fertilizantes tornam a poluição por metais sério problema ambiental na atualidade. A fitorremediação - uso de plantas e da microbiota, associada ou não a adições de amenizantes de solo, para extrair, seqüestrar e, ou, reduzir a toxicidade dos poluentes - tem sido descrita como uma tecnologia efetiva, não-destrutiva, econômica e socialmente aceita para remediar solos poluídos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da mostarda na remoção de Zn, Cu, Mn, Pb e B de um solo contaminado e o efeito da adição de materiais orgânicos na redução da disponibilidade de metais pesados e B para essa planta. O trabalho foi realizado em casa de vegetação, com delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 3 x 5 com quatro repetições, utilizando 0, 7, 14, 21 e 28 g kg-1 de C no solo. Os materiais orgânicos utilizados foram: solomax, turfa e concentrado húmico mineral (CHM). A adição de turfa e concentrado húmico mineral reduziu os teores de Zn, Cu, Pb e B extraíveis do solo e na parte aérea da mostarda; contudo, essa redução não foi suficiente para impedir os efeitos fitotóxicos dos elementos. A adição dos materiais orgânicos promoveu aumento nos teores de Mn no solo, entretanto apenas o solomax proporcionou aumento na concentração do elemento na parte aérea das plantas. Os efeitos da turfa e do CHM sobre a disponibilidade de Zn, Cu, Mn, Pb e B no solo, a concentração na parte aérea e o crescimento das plantas indicaram o potencial desses materiais como agentes amenizantes de toxicidade e do solomax como auxiliar em programas de fitoextração induzida.

Nanosized Nb-TiO2 gas sensors derived from alkoxides hydrolization

Nanocrystalline TiO2 modified with Nb has been produced through the sol-gel technique. Nanopowders have been obtained by means of the hydrolysis of pure alkoxides with deionized water and peptization of the resulting hydrolysate with diluted acid nitric at 100 C. The addition of Nb stabilizes the anatase phase to higher temperatures. XRD spectra of the undoped and the Nb-doped samples show that the undoped sample has been almost totally converted to rutile at 600 C, meanwhile the doped samples present still a low percentage of rutile phase. Nanocrystalline powders stabilized at 600 C with grain sizes of about 17 nm have successfully been synthesized by the addition of Nb with a concentration of 2% at., which appears to be an adequate additive concentration to improve the gas sensor performances, such as it is suggested by the catalytic conversion efficiency experiments performed from FTIR measurements. FTIR absorbance spectra show that catalytic conversion of CO occurs at lower temperatures when niobium is introduced. The electrical response of the films to different concentrations of CO and ethanol has been monitored in dry and wet environments in order to test the influence of humidity in the sensor response. The addition of Nb decreases the working temperature and increases the stability of the layers. Also, large enhancement of the response time is obtained even with lower working temperatures. Moreover, humidity effects on the gas sensor response toward CO and ethanol are less important in Nb-doped samples than in the undoped ones.