Raman Spectroscopy and DFT calculations for the Electronic Structure Characterization of Conjugated Polymers

In the last three decades, there has been a broad academic and industrial interest in conjugated polymers as semiconducting materials for organic electronics. Their applications in polymer light-emitting diodes (PLEDs), polymer solar cells (PSCs), and organic field-effect transistors (OFETs) offer opportunities for the resolution of energy issues as well as the development of display and information technologies1. Conjugated polymers provide several advantages including low cost, light weight, good flexibility, as well as solubility which make them readily processed and easily printed, removing the conventional photolithography for patterning2. A large library of polymer semiconductors have been synthesized and investigated with different building blocks, such as acenes or thiophene and derivatives, which have been employed to design new materials according to individual demands for specific applications. To design ideal conjugated polymers for specific applications, some general principles should be taken into account, including (i) side chains (ii) molecular weights, (iii) band gap and HOMO and LUMO energy levels, and (iv) suited morphology.3-6 The aim of this study is to elucidate the impact that substitution exerts on the molecular and electronic structure of π-conjugated polymers with outstanding performances in organic electronic devices. Different configurations of the π-conjugated backbones are analyzed: (i) donor-acceptor configuration, (ii) 1D lineal or 2D branched conjugated backbones, and (iii) encapsulated polymers (see Figure 1). Our combined vibrational spectroscopy and DFT study shows that small changes in the substitution pattern and in the molecular configuration have a strong impact on the electronic characteristics of these polymers. We hope this study can advance useful structure-property relationships of conjugated polymers and guide the design of new materials for organic electronic applications.

Estudio de procesos de transferencia electrónica en sistemas orgánicos

Las reacciones de transferencia de electrones (TE), son importantes en numerosas áreas de la química orgánica. El objetivo de este proyecto es el estudio de los procesos de TE inter e intramolecular a través de la química de los radicales aniones. Estos intermedios pueden formarse por reacción de un nucleófilo con una radical (ec.1) o por TE intermolecular desde un donor a una molécula neutra (ec.2). La TE intramolecular será factible en aquellos casos en los que exista en el radical anión más de un centro aceptor, pudiendo estar ambos centros separados por un espaciador o puente (P) de carácter electrónico rho y pi y de longitud variable. Nuestro interés es estudiar la naturaleza electrónica de los radicales aniones; su presencia como mínimos de la superficie potencial (intermediarios); su isomería orbital; los factores de los que depende su formación de acuerdo a las ecuaciones 1 y 2; los factores de los que depende la TE intramolecular tales como distancia entre ambos centros aceptores, solapamiento entre los mismos, naturaleza electrónica del espaciador o puente y diferencia entre afinidad electrónica y potencial de ionización de ambos aceptores; los mecanismos de la TE intra (a través de los enlaces o del espacio) y los factores de los que depende la reacción de fragmentación de estos intermediarios. Estos temas se estudiarán teóricamente completándose su estudio con los diseños experimentales correspondientes.

Sistema de control para la producción de gas metano a partir de residuos de materia orgánica en una finca ganadera del municipio de Aldana del departamento de Nariño

102 p.

A INFLUÊNCIA DO ESTOQUE DE MATÉRIA ORGÂNICA DO SOLO EM FRAGMENTOS FLORESTAIS DE MATA ATLÂNTICA

In the Atlantic forest biome, very fragmented and with high diversity of ecosystems, of species, and high endemism degree, the maintenance of the status of the biological diversity presupposes the recovery and conservation of the mosaic of existent fragments. In that context, the use of global functional indicators for the evaluation of the state of conservation of fragments, for the character of systemic synthesis that they act becomes interesting. In tropical forests ecosystems, the surface organic matter stock of the soil is one functional indicator of the decomposition subsystem and they are responsible in big measured by the maintenance and survival of the communities of those ecosystems group. The human action when fragmenting the forest ecosystems, as it substitutes the native forest for different forms of use of the soil, it creates different head offices that they exercise pressures differentiated on the fragment and, consequently, on the operation of the fundamental processes of the ecosystem that represents it. Thus, in the sense of understanding the state of functional conservation of fragments forest remainders of the Atlantic forest, in the extent of the Environmental Protection Area of Petrópolis - Rio de Janeiro, which interferes in the Mosaic of Units of Conservation of the Fluminense Central Atlantic forest and, in a larger scale still, in the Ecological Corridor of the Serra do Mar, in the present study the stock of organic matter of surface of four forest fragments in summer of 2008 and summer of 2009 are analyzed comparatively.

Preparação do (+)-±-terpineol a partir do (+)-limoneno: monoterpenos de odor agradável em um projeto para química orgânica experimental

A synthesis of (+)-±-terpineol from (+)-limonene was proposed as a project for undergraduate organic laboratory course. Terpineol is a useful flavor and fragrance compound, and several aspects of this preparation are suited for experimental organic classes, including basic techniques for extraction and analyses of essential oils, different reaction types and the possibility of a high degree of student interest.

Resolução do ibuprofeno: um projeto para disciplina de química orgânica experimental

A practical and didactic sequence of experiments was proposed to illustrate the stereochemistry concept, optically active compounds, resolution of racemates, and use of the NMR technique, including 2D-COSY for identification of organic compounds, on a laboratory course for undergraduate students. The sequence was: extractions of racemic ibuprofen and chiral naproxen from commercial tablets; syntheses of diastereoisomeric amides reacting chiral (S)-(-)-α-methylbenzylamine with (±)-ibuprofen; separation and determination of absolute configuration of amides by ¹H NMR spectroscopy and GC analysis, and hydrolysis of amides to obtain (+)- and (-)-ibuprofen.

Matéria orgânica do solo e emissão de C-CO2 em diferentes manejos e cultivos agrícolas

O manejo do solo deve ser realizado de tal forma que garanta a produção sustentável ao longo dos anos. Dentre as técnicas empregas, o manejo agroecológico e o plantio direto favorecem a manutenção da cobertura do solo e o aporte de matéria orgânica. Partindo da hipótese de que o maior aporte de resíduos culturais aumenta o conteúdo e estoque de matéria orgânica no solo, bem como reduz a emissão de C-CO2, o objetivo geral da pesquisa foi avaliar o impacto do manejo na matéria orgânica do solo e na emissão de C-CO2, nos períodos secos e chuvosos em diferentes cultivos agrícolas. O capítulo 1 foi desenvolvido na comunidade de Feliz Lembrança, Alegre–ES, onde foram avaliados sistemas de manejo em pastagem (PAST), café a pleno sol (PS) e café em sistema agroflorestal (SAF) e uma mata nativa (MN). O capítulo 2 foi desenvolvido no Incaper de Domingos Martins, onde se avaliou tratamentos de plantio direto de hortaliças sob palhada de gramínea (PD-G), leguminosa (PD-L), consórcio gramínea/leguminosa (PD-GL) e convencional utilizando enxada rotativa no pré-plantio (PC)em um delineamento de blocos casualizados. Amostras de solos em diferentes camadas foram coletadas para caracterização química e da matéria orgânica. Foram realizadas medições de emissão de C-CO2, temperatura do solo, umidade do solo e C biomassa microbiana do solo in situ. Foi utilizada análise de variância multivariada, vinculada a teste de aleatorização e aplicação de contrastes ortogonais no capítulo 1 e análise de variância aplicando teste F e teste de médias no capítulo 2. O SAF apresentou maior conteúdo de C orgânico total (19,8 g/kg) na camada de 0 a 5 cm e a PAST em subsuperfície. O menor estoque de C e N e os maiores valores de quociente metabólico foram encontrados no PS. O SAF reduziu a emissão de C-CO2 em 1,93 Mg ha-1 ano-1 em relação ao PS. O C orgânico total variou de 34,94 a 50,48 g/kg no PD-GL enquanto no sistema PC essa variação foi de 27,11 a 43,74 g/kg no perfil amostrado. A emissão média anual foi de 15,89 Mg C-CO2 ha-1 ano-1para a PD-G enquanto o PD-GL foi de 13,77; PD-L de 13,09 e PC de 11,20 Mg C-CO2 ha-1 ano-1. No PC, o balanço de C foi negativo (-2,15Mg ha-1), além de apresentar as menores médias anuais de umidade do solo e C biomassa microbiana e maior Qmet anual. Sistemas com contínuo e diversificado aporte de matéria orgânica promovem redução na emissão de C-CO2, bem como atuam no sequestro de C atmosférico.

Caracterização da matéria orgânica nas zonas ripárias em diferentes condições de preservação no Cerrado do Planalto Central do Brasil

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2016.

Produção de milho-verde em resposta ao efeito residual da adubação orgânica do quiabeiro em cultivo subsequente

A rotação de culturas é uma prática essencial, no cultivo de hortaliças, para controle de pragas e doenças e tem sido usada, também, visando ao aproveitamento dos resíduos de adubação. O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito residual da adubação orgânica, aplicada na cultura do quiabo, sobre o rendimento de espigas de milho-verde em cultivo subsequente. O quiabeiro foi plantado com duas populações de plantas e adubado com biofertilizante líquido de suínos, nas doses: 0, 6, 12, 24, e 48 m³ ha-1. Após a retirada dos restos culturais do quiabeiro, sementes de milho híbrido AG 1051 e da variedade UFVM 100 foram semeadas, em linhas duplas, no espaçamento de 1,0 m x 0,40 m e 0,25 m entre plantas após o desbaste. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com quatro repetições, no esquema fatorial 2 x 5, sendo dois cultivares de milho e resíduo de cinco doses de biofertilizante. O resíduo da adubação com biofertilizante de suínos em quiabeiro não foi suficiente para nutrir as plantas de milho-verde; consequentemente obteve-se baixa produtividade comercial. O plantio do milho-verde em sucessão ao quiabeiro, visando à rotação de culturas e aproveitamento de resíduos orgânicos, é promissor, sendo necessária adubação complementar de cobertura, para suprimento de N e K. O híbrido AG 1051 apresentou maior altura de plantas, número e produtividade de espigas comerciais despalhadas e peso médio de espigas comerciais. A variedade UFVM100 apresentou maior teor de P e K nas folhas, número de espigas com palha, número e produtividade de espigas não comerciais despalhadas.

Seleção de genótipos de Lactuca sativa L. para a produção com adubação orgânica

Com o objetivo de avaliar diferentes genótipos de alface (Lactuca sativa L.), quanto à adaptação a adubação orgânica, foram testados 18 acessos, pertencentes ao Banco de Germoplasma de Hortaliças da Universidade Federal de Viçosa (BGH - UFV) e comparado o desempenho destes com dois cultivares comerciais: Regina de Verão e Crespa Grand Rapids. O experimento foi conduzido com três repetições, em casa de vegetação, e os genótipos foram comparados em substratos contendo adubação mineral e adubação orgânica. As plantas foram cultivadas em vasos de polietileno, com capacidade para 3 dm³, preenchidos com 2,5 dm³ de substrato. O substrato contendo adubação mineral foi preparado a partir do solo, comumente cultivado, e adubado, segundo as recomendações convencionais para a cultura da alface, a partir da análise de rotina do solo. O substrato contendo adubação orgânica consistiu em solo, manejado organicamente, e adubado com 50 t ha-1 de composto orgânico. Na colheita, foram avaliadas as características morfológicas das plantas e a massa fresca e seca das folhas. Observou-se grande diversidade de formas, tamanhos e coloração, entre os acessos, sendo que os acessos BGH 2625, BGH 118 e o cultivar Regina de Verão apresentaram características qualitativas e produtividade que os selecionam para serem utilizados em programas de melhoramento, visando à produção de cultivares para ambiente com adubação orgânica.

Casca de mamona associada a quatro fontes de matéria orgânica para a produção de mudas de pinhão-manso

Para a produção de mudas de pinhão-manso (Jatropha curcas L.) geralmente tem sido recomendado o uso de misturas de materiais orgânicas. Uma das alternativas para compor substratos e produzir mudas é a casca de mamona, que é um resíduo gerado em grande quantidade no processo de descascamento das sementes que apresenta teores elevados de macronutrientes. Para testar o efeito do uso da casca de mamona como substrato, conduziu-se experimento em casa de vegetação, na Embrapa Algodão, no período de outubro a dezembro de 2006. Adotou-se delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições e duas plantas por parcela. Os tratamentos constituíram-se de misturas de terra e casca de mamona com um dos seguintes materiais: composto de lixo, esterco bovino, lodo de esgoto e torta de mamona. O tratamento-controle foi composto por terra e casca de mamona. Aos 55 dias após o semeio, mediram-se a altura da planta, o número de folhas, a área foliar, o diâmetro caulinar, a massa seca da parte aérea e das raízes e os teores foliares de N, P, K, Ca, Mg, e S. O uso de apenas terra com casca de mamona moída proporciona menor crescimento das mudas. A adição do composto de lixo urbano, lodo de esgoto ou torta de mamona à composição do substrato proporciona melhor desenvolvimento das mudas. Mudas de pinhão manso cultivadas em substratos compostos por misturas de terra, casca de mamona e esterco bovino apresentaram os maiores teores foliares de fósforo, magnésio e enxofre, enquanto aquelas cultivadas em substrato composto por misturas de terra, casca de mamona e lodo de esgoto apresentaram os maiores teores foliares de potássio e cálcio.

Biomassa microbiana e matéria orgânica em solo de Caatinga, cultivado com melão na Chapada do Apodi, Ceará

O uso contínuo, ao longo dos anos, do sistema convencional de preparo do solo pode alterar os atributos microbiológicos do solo, causando a redução da biomassa e da atividade microbiana. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar, sob cultivo do melão (Cucumis melo L.), as alterações microbiológicas do solo, assim como as do teor de matéria orgânica, nas profundidades de 0 a 0,10, 0,10 a 0,20, 0,20 a 0,30 e 0,30 a 0,40 m, ao longo dos anos sob cultivo do melão, durante três, cinco e dez anos, em Cambissolo Háplico eutrófico, a fim de compará-los com os do solo da mata natural (Caatinga). As amostras foram coletadas, aleatoriamente, na Fazenda Melão Doçura, localizada no município de Quixeré, Ceará, e encaminhadas para o Laboratório de Análise de Solos, Água e Planta da UFERSA, Mossoró, Rio Grande do Norte. Determinaram-se os teores de matéria orgânica (MO), o de carbono da biomassa microbiana (CBM) e o quociente microbiano (qMIC). O delineamento experimental foi o inteiramente casualizado (DIC), disposto em esquema fatorial 4 x 4 (Fator I, anos de cultivo; Fator II, causa de variação na profundidade), com três repetições. Os resultados mostraram que a matéria orgânica aumentou a partir dos cinco anos de cultivo do melão. O carbono da biomassa microbiana foi elevado nas camadas superficiais, independentemente do tempo de cultivo, por causa da maior disponibilidade da matéria orgânica, água e nutrientes, e o quociente microbiano diminuiu com o tempo, apresentando menor concentração no cultivo de dez anos do melão, discriminando as possíveis alterações decorrentes do uso agrícola do solo.

Cobertura morta e adubação orgânica na produção de alface e supressão de plantas daninhas

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar os efeitos da cobertura do solo e da adubação orgânica sobre a temperatura e a umidade do solo, a incidência de plantas daninhas e a produtividade da alface. O delineamento experimental utilizado foi de blocos casualizados, em esquema fatorial (3 x 3), em que o primeiro fator corresponde aos tipos de cobertura morta (capim tifton, capim napier e ausência de cobertura) e, o segundo, aos adubos (esterco bovino, esterco de galinhas e ausência de adubação). Analisaram-se as variáveis temperatura e umidade do solo, o número de folhas produzidas pela alface, as massas de matéria fresca e seca da parte aérea, das plantas de alface e daninhas, e o levantamento fitossociológico das plantas infestantes. As plantas adubadas com esterco de galinhas apresentaram massas de matéria fresca e seca superiores às das plantas não adubadas. A cobertura morta com capim tifton proporcionou aumento da massa de matéria seca das plantas de alface, o que pode estar relacionado com a menor temperatura dos canteiros que receberam esse material como cobertura. Commelina benghalensis foi a planta infestante mais importante no cultivo orgânico de alface. A aplicação de adubos orgânicos e a cobertura morta com capins não foram capazes de suprimir plantas daninhas e manter a umidade do solo, em áreas de cultivo de alface.

Desempenho da mistura de aveia preta e azevém em função da adubação orgânica e mineral

Maximizar a eficiência dos sistemas de produção existentes, reduzindo a entrada de insumos externos e dos custos de produção é a lógica da agropecuária moderna. Baseado nisso, objetivou-se, com este trabalho, avaliar a influência das adubações orgânica e mineral no desenvolvimento e produção de massa seca (MS) do consórcio de aveia preta (Avena strigosa Schreb.) com azevém (Lolium multiflorum Lam.). O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com quatro repetições, com os seguintes tratamentos: sem adubação; adubação mineral; adubação organomineral (50% mineral e 50% orgânica) e adubação orgânica. O experimento foi instalado em 15 de maio e conduzido até 28 de setembro de 2010. Foram realizadas três avaliações nesse período, por meio de cortes, para estimar a produção de MS e, semanalmente, verificaram-se o número de folhas, de afilhos e o comprimento da parte aérea das plantas de cada espécie. O efeito dos tratamentos sobre as variáveis número de afilhos, número de folhas e comprimento da parte aérea apresentou significância apenas nas primeiras avaliações. A produção de MS da cultura da aveia preta foi maior no primeiro corte, decaindo posteriormente, em função do ciclo precoce da espécie. O azevém teve elevada produção somente no último período, em função da característica de seu ciclo. Somando-se a MS obtida nos três períodos, concluiu-se que o dejeto de produção leiteira proporciona produção semelhante à favorecida pela adubação mineral. O mesmo comportamento foi observado para as características morfogênicas avaliadas, diferindo da testemunha.

Inter-relações da produtividade de cana soca com a resistência à penetração, umidade e matéria orgânica do solo

A cultura da cana-de-açúcar desempenha, sobretudo no aspecto relacionado às fontes energéticas alternativas, importantíssimo papel. No ano de 2009, no município de Suzanápolis (SP), cujas coordenadas são 20º 28' 10'' S e 50º 49' 20'' W, no cerrado brasileiro foi analisada a produtividade da cana soca (2º ciclo) em razão da resistência à penetração, umidade gravimétrica e matéria orgânica de um Argissolo Vermelho eutrófico. O objetivo foi selecionar, entre os atributos pesquisados, aquele com a melhor correlação, a linear e a espacial, para explicar a variabilidade da produtividade da cana-de-açúcar. Foi instalada a malha geoestatística para a coleta de dados do solo e da planta, com 120 pontos amostrais, numa área de 14,53 ha. A matéria orgânica correlaciona-se linear e negativamente com a resistência à penetração, indicando que manejos do solo que visem seu aumento no perfil melhoram suas condições físicas e, por conseguinte, o desenvolvimento e a produtividade da cana-de-açúcar. A umidade gravimétrica (UG) e o teor de matéria orgânica do solo (MO) correlacionam-se direta, linear (UG2 e MO1) e espacialmente (UG1 e MO1) com a produtividade da cana-de-açúcar, demonstrando serem os melhores atributos, dentre os pesquisados, para estimar e aumentar a produtividade agrícola da cana-de-açúcar.