Obtenção de nanofibras de carbono a partir do processo de eletrofiação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Viabilidad de utilización de una pasta de cemento con nanofibras de carbono como ánodo en la extracción electroquímica de cloruros en hormigón

En la aplicación de la técnica de extracción electroquímica de cloruros (EEC), tradicionalmente se ha venido empleando como ánodo externo una malla de Ti-RuO2. En este artículo se aportan los resultados de investigaciones basadas en la utilización de ánodos formados por pasta de cemento conductora con adición de nanofibras de carbono (NFC) y su aplicación en EEC. Las experiencias se desarrollaron en probetas de hormigón contaminado previamente con cloruro. Las eficiencias alcanzadas se compararon con las obtenidas empleando un ánodo tradicional (Ti-RuO2), así como pastas de cemento con adición de otros materiales carbonosos. Los resultados muestran la viabilidad en la utilización de la pasta de cemento conductora con NFC como ánodo en la aplicación en EEC en hormigón, encontrándose eficiencias similares a las obtenidas con la tradicional malla de Ti-RuO2 pero teniendo la ventaja añadida sobre esta de que es posible adaptarla a geometrías estructurales complejas al ser aplicada en forma de pasta.

Efecto de la adición de nanofibras de carbono en las propiedades mecánicas y de durabilidad de materiales cementantes

En este artículo se han estudiado los cambios en las propiedades mecánicas de los morteros de cemento Portland debido a la adición de nanofibras de carbono (NFC). Se han determinado las resistencias a flexotracción y a compresión de los morteros en relación a la cantidad de NFC añadidas a la mezcla, al tiempo de curado y a la porosidad y densidad de los mismos. Además se han investigado los niveles de corrosión de barras de acero embebidas en pastas de cemento con NFC expuestos al ataque por carbonatación y por ingreso de cloruros. El aumento en el porcentaje de NFC añadido se traduce en un aumento la intensidad de corrosión registrada y una mejora de las propiedades mecánicas.

Procesado, estructura y propiedades de materiales compuestos de matriz termoplástica y nanorefuerzos de carbono

208 p.

Aplicaciones basadas en las propiedades eléctricas y térmicas de recubrimientos de sílice-cb obtenidos por el método sol-gel

En los últimos años el interés en los recubrimientos obtenidos por sol-gel ha aumentado mucho en aplicaciones de protección y refuerzo de superficies contra la corrosión. Asimismo, el uso de polimorfos de carbono (nanofibras de carbono, grafeno, grafito...) para mejorar las propiedades mecánicas y conferirle propiedades conductoras a algunos materiales, también se ha desarrollado mucho en los últimos años. En trabajos previos se prepararon y estudiaron recubrimientos híbridos de sílice-CB obtenidos por el método sol-gel. Mediante el estudio de la microestructura y composición de estos recubrimientos (SEM, Raman, ATD-TG, y FT-IR) y de las propiedades eléctricas se obtuvo que en función la temperatura de sinterización de los recubrimientos, se podía controlar la respuesta eléctrica de los composites. Esto permite abrir enormemente el campo de aplicaciones, ya que para temperaturas de sinterización por debajo de 400ºC se consiguen resistividades del orden de 10-4Ωm, apropiadas para aplicaciones en dispositivos electrónicos, electrodos, apantallamiento de interferencias electromagnéticas y radiofreciencia, etc; mientras que para temperaturas de sinterización por encima de 400ºC, obtenemos recubrimientos más resistivos que pueden aplicarse como dispositivos calefactores, anticongelantes. Por tanto, el objetivo de este trabajo es desarrollar más profundamente estas aplicaciones, así como diseñar experimentos que demuestren las múltiples posibilidades que estos recubrimientos conductores obtenidos por sol-gel pueden aportar.

Self-heating function of carbon nanofiber cement pastes

The viability of carbon nanofiber (CNF) composites in cement matrices as a self-heating material is reported in this paper. This functional application would allow the use of CNF cement composites as a heating element in buildings, or for deicing pavements of civil engineering transport infrastructures, such as highways or airport runways. Cement pastes with the addition of different CNF dosages (from 0 to 5% by cement mass) have been prepared. Afterwards, tests were run at different fixed voltages (50, 100 and 150V), and the temperature of the specimens was registered. Also the possibility of using a casting method like shotcrete, instead of just pouring the fresh mix into the mild (with no system’s efficiency loss expected) was studied. Temperatures up to 138 °C were registered during shotcrete-5% CNF cement paste tests (showing initial 10 °C/min heating rates). However a minimum voltage was required in order to achieve a proper system functioning.

Influência da incorporação de nanofibras de poliamida 6 com e sem nanotubos de carbono como reforço de prótese parcial fixa adesiva

The aim of this study was to evaluate the behavior of reinforced composites with polyamide 6 fibers aligned (6000 rpm) and alignment (120 rpm) with or without CNT using the flexural strength test. After preparation of nanofibers aligned nylon 6 (6000 rpm) and alignment (120 rpm) with and without incorporation of nanotube carbon by the method of electrospinning, were performed one control group (n = 10) and 4 experimental groups (n = 40) G1: Control (just resin Charisma - Heraeus Kulzer) ;G2 Resin + N6 aligned (6000 rpm) + CNT; G3:Resin + N6 alignment (120 rpm) + CNT; G4: Resin + aligned ( 6000 rpm) N6. G5: Resin + N6 alignment (120 rpm). The fibers were cut to the dimensions of 0,3 x 15 mm and were applied an adhesive at the surface (Single Bond 2) for 5 min and cured. In the matrix, was added resin in the proximal box (Charisma A2, Heraeus Kulzer) and cured for 40 s. (power 1100 mW / cm²). A first layer of resin and on the resin was deposited. The resin layers specimens were light irradiated with three overlapping exposures delivered. For each resin layer were light irradiated for 40 sec. The samples were tested with a cross-speed of 1 mm / min, and a 50 Kgf at Universal testing machine (EMIC mod.DL2000). The Dunnet test showed that only the nanotube group was significantly different from the control group. The ANOVA two-way indicates that the nanotube factor was statistically significant (p < 0.05) and there is no interaction between factors and orientation nanotube. The presence of nanotube showed lower fracture resistance values for aligned and unaligned groups. The results of this study showed that the orientation of the fibers does not influence the strength of composite resins and the incorporation of nylon nanofibers with carbon nanotubes decreased the fracture resistance values. The presence of the fibers has not been able to improve the strength of the material in any of the...

Influência da incorporação de nanofibras de poliamida 6 com e sem nanotubos de carbono como reforço de prótese parcial fixa adesiva

The aim of this study was to evaluate the behavior of reinforced composites with polyamide 6 fibers aligned (6000 rpm) and alignment (120 rpm) with or without CNT using the flexural strength test. After preparation of nanofibers aligned nylon 6 (6000 rpm) and alignment (120 rpm) with and without incorporation of nanotube carbon by the method of electrospinning, were performed one control group (n = 10) and 4 experimental groups (n = 40) G1: Control (just resin Charisma - Heraeus Kulzer) ;G2 Resin + N6 aligned (6000 rpm) + CNT; G3:Resin + N6 alignment (120 rpm) + CNT; G4: Resin + aligned ( 6000 rpm) N6. G5: Resin + N6 alignment (120 rpm). The fibers were cut to the dimensions of 0,3 x 15 mm and were applied an adhesive at the surface (Single Bond 2) for 5 min and cured. In the matrix, was added resin in the proximal box (Charisma A2, Heraeus Kulzer) and cured for 40 s. (power 1100 mW / cm²). A first layer of resin and on the resin was deposited. The resin layers specimens were light irradiated with three overlapping exposures delivered. For each resin layer were light irradiated for 40 sec. The samples were tested with a cross-speed of 1 mm / min, and a 50 Kgf at Universal testing machine (EMIC mod.DL2000). The Dunnet test showed that only the nanotube group was significantly different from the control group. The ANOVA two-way indicates that the nanotube factor was statistically significant (p < 0.05) and there is no interaction between factors and orientation nanotube. The presence of nanotube showed lower fracture resistance values for aligned and unaligned groups. The results of this study showed that the orientation of the fibers does not influence the strength of composite resins and the incorporation of nylon nanofibers with carbon nanotubes decreased the fracture resistance values. The presence of the fibers has not been able to improve the strength of the material in any of the...

Obtenção de compósitos nanoestruturados PSU/nanotubos de carbono pela técnica de eletrofiação

The nanostructured materials over the last decade have been increasing the variety of studies and research applications in many industries. From the understanding and manipulation of nanoscale is possible to obtain high-performance materials. One method, which has been very effective in obtaining of nanostructured composites, is the electrospinning, a technique that uses electrostatic forces to produce fibers from a polymer solution. By understanding and controlling of process conditions, such as solution viscosity, working distance, the velocity of the collector, applied voltage and others conditions, it is possible to obtain fibers in many different morphologies. This work aims to obtain nanostructured composites from polysulfone (PSU) a thermoplastic polymer with high oxidation resistance and good mechanical strength at high temperatures and carbon nanotubes (CNTs) that are excellent reinforcements for polymer materials, their mechanical resistance is greater than that of all known materials; using the electrospinning process via polymer solution. Were used polysulfone solutions, n,n-ndimetil acetamide (PSU / DMAc) and this same solution added of CNTs in order to obtain the nanofibers. In both cases were analyzed the effectiveness of the process from the analysis of fiber diameters, rheological behavior and infrared spectroscopy. The results obtained confirmed the efficiency of the electrospinning process to obtain polymeric fibers

Síntese, extração e caracterização de biopolímeros de origem microalgal para desenvolvimento de nanofibras

Pesquisas com microalgas estão crescendo devido aos possíveis bioprodutos oriundos de sua biomassa, bem como as suas diferentes aplicabilidades. Microalgas podem ser cultivadas para a produção de biopolímeros com características de biocompatibilidade e biodegradabilidade. Nanofibras produzidas por electrospinning a partir de poli-β-hidroxibutirato (PHB) geram produtos com aplicabilidade na área de alimentos e médica. O objetivo deste trabalho foi selecionar microalgas com maior potencial para síntese de biopolímeros, em diferentes meios de cultivo, bem como purificar poli-β-hidroxibutirato e desenvolver nanofibras. Este trabalho foi dividido em cinco artigos: (1) Seleção de microalgas produtoras de biopolímeros; (2) Produção de biopolímeros pela microalga Spirulina sp. LEB 18 em cultivo com diferentes fontes de carbono e redução de nitrogênio; (3) Síntese de biopolímeros pela microalga Spirulina sp. LEB 18 em cultivos autotróficos e mixotróficos; (4) Purificação de poli-β- hidroxibutirato extraído da microalga Spirulina sp. LEB 18; e (5) Produção de nanofibras a partir de poli-β-hidroxibutirato de origem microalgal. Foram estudadas as microalgas Cyanobium sp., Nostoc ellipsosporum, Spirulina sp. LEB 18 e Synechococcus nidulans. Os biopolímeros foram extraídos nos tempos de 5, 10, 15, 20 e 25 d de cultivo a partir de digestão diferencial. Para os experimentos com diferentes nutrientes, foi utilizado como fonte de carbono, bicarbonato de sódio, acetato de sódio, glicose e glicerina modificando-se as concentrações de nitrogênio e fósforo. Os cultivos foram realizados em fotobiorreatores fechados de 2 L. A concentração inicial de inóculo foi 0,15 g.L-1 e os ensaios foram mantidos em estufa termostatizada a 30 ºC com iluminância de 41,6 µmolfótons.m -2 .s -1 e fotoperíodo 12 h claro/escuro. Para a purificação de PHB, foi utilizada a biomassa da cianobactéria Spirulina sp. LEB 18, cultivada em meio Zarrouk. Após a extração do biopolímero bruto, a amostra foi desengordurada com hexano e purificada com 1,2-carbonato de propileno. Foram determinadas as purezas e as propriedades térmicas no PHB purificado. O biopolímero utilizado para produzir as nanofibras apresentava 70 % de pureza. A técnica para produção de nanofibras foi o electrospinning. As microalgas que apresentaram máxima produtividade foram Nostoc ellipsosporum e Spirulina sp. LEB 18 com rendimento de biopolímero 19,27 e 20,62 % em 10 e 15 d, respectivamente, na fase de máximo crescimento celular. O maior rendimento de biopolímeros (54,48 %) foi obtido quando se utilizou 8,4 g.L-1 de NaHCO3, 0,05 g.L-1 de NaNO3 e 0,1 g.L-1 de K2HPO4. A condição que proporcionou maior pureza do PHB foi a 130 ºC e 5 min de contato entre o solvente (1,2-carbonato de propileno) e o PHB. As análises térmicas para todas as amostras foram semelhantes em relação ao PHB padrão (Sigma-Aldrich). A purificação com 1,2-carbonato de propileno foi eficiente para o PHB extraído de microalga, alcançando pureza acima de 90 %. A condição que apresentou menores diâmetros de nanofibras foi ao utilizar solução contendo 20 % de biopolímero solubilizado em clorofórmio. As condições do electrospinning que apresentou nanofibras com diâmetros de 470 e 537 nm foram, vazão 150 µL.h-1 , diâmetro do capilar 0,45 mm e voltagens entre 24,1 e 29,6 kV, respectivamente. A microalga Spirulina sp. LEB 18 produz PHB ao utilizar menores concentrações de nutrientes no meio de cultivo, que pode ser purificado com 1,2-carbonato de propileno. Este biopolímero possui aplicabilidade para produção de nanofibras.

Evaluación temporal y espacial en el bosque de Pinus oocarpa Schiede y su impacto sobre la fijación de carbono en el municipio de Dipilto

El objetivo de este estudio fue a nalizar el cambio de uso de suelo durante un periodo de 18 años en las áreas de bosque de pino y su influencia en la fijación de bióxido de carbono en el Municipio de Dipilto, Nueva Segovia . Se seleccionaron 3 Fincas : San Martín, El Sarrete y Campofresco que presentaron estados de desarrollo: bosque maduro, bosque joven y bosque en regeneración. Se establecieron 9 parcelas temporales (con predominancia P. oocarpa ), utilizándose una parcela temporal para cada es tado d esarrollo. En cada estado de desarrollo se derribó un árbol tipo, se separó en tallo, ramas y follaje. La mayor par te de biomasa seca se encuentra en la finca San Martin con 99.12 Mg/ha estado en desarrollo maduro , estado en desarrollo joven con 77.70 Mg/ ha y estado en desarrollo regeneración 38.63 Mg/ha . El Factor de expansión de biomasa en San Martin 1.59 esta do en desarrollo regeneración, El Sarrete para el estado en desarrollo maduro 1 .40 y finca Campofresco 1.27 estado desarrollo joven . El total de ca rbono almacenado lo presentó San Martín para el estado en desarrollo maduro con 27.13 Mg/ha , joven 22.06 Mg/ha y estado en desarrollo regeneraci ón con 9.82 Mg/ha . El contenido de carbono en el suelo 826.89 Mg/ha regeneración, 503.96 Mg/ha Joven , 294.55 Mg/ ha maduro en San Martín de 0 a 20 cm de profundidad. En un 38.49 % de esa área se emitieron entre 0 - 15 Mg/ha . Emisiones de 26 - 30 Mg/ha se presentaron en un 17.8 1 % del área. Existe un 48.19 % del área total que fijo rangos de 26 - 30 Mg/ha y un 38. 49 % de las áreas fij aron entre 0 - 15 Mg /ha . Se encontró un balance neto positivo de 2925. 2 1 hectáreas, de las cuales 1981.25 hectáreas fijaron rangos de 26 - 30 Mg/ha, 606.06 hectáre as fijaron en un rango entre 0 - 15 Mg /ha y el rango 16 - 25 Mg/ha 337.89 hect áreas .

"Evaluación del carbono almacenado en la biomasa y suelo del bosque tropical seco en el municipio de Nandaime, departamento de Granada, Nicaragua"

El dióxido de carbono es el más importante de los Gases de Efecto Invernadero, por la actividad humana, tanto en términos de su cantidad como de su potencial efecto sobre el calentamiento global. Este es producido cuando se usa combustible fósil para generar energía y cuando los bosques son deforestados y quemados. La vegetación arbórea es una fuente y a la vez un sumidero natural de CO2. El presente estudio se realizó en el municipio de Nandaime departamento de Granada 20 10, con el objetivo de evaluar el carbono almacenado en los componentes biomasa aérea, hojarasca y suelo en tres sucesiones de edad (9, 15 y 19 años), en bosque seco tropical. Se hizo un inventario forestal (fustal 200 m2 y latizal 25 m2). Se cortó el árbol promedio en fustales Se pesó y muestreo la biomasa aérea y hojarasca, en las cuales se determinó en laboratorio el porcentaje de humedad y contenido de carbono. La mayor cantidad de árboles fue en la edad de 9 años con 2,366.7 árboles/ha. Los promedios de diámetro en fustal fueron 10.92, 14.7 y 15.97 cm, para 9, 15 y 19 años respectivamente. Los promedios de diámetro en latizal fueron 6.29, 6.41 y 6.43 cm, para 9 15 y 19 años respectivamente. Los promedios de altura en fustal fueron 6.92, 10.21 y 10.78 m, para 9 15 y19 años respectivamente. Los promedios de altura en latizal fueron 5.25, 6.00 y 8.13 m, para 9 15 y19 años respectivamente. La mayor cantidad de área basal y volumen fue en la edad de 9 años con 38.66 m 2/a y 356.83 m3/ha. Según el índice de diversidad Shannon-Wiener y Simpson se determinó que el sitio más diverso en fustal fue la sucesión de 15 años de edad y el menos diverso el nivel de 19 años, en latizal el más diverso fue el de 15 años y el menos diverso el de 19. En la edad 19 años , se cuantifico la mayor cantidad de hojarasca con 5.69 t/ha, pero el mayor contenido de carbono fue en 9 años con 1.11 t/ha. En la edad 9 años, se cuantifico la mayor cantidad de biomasa y carbono en ramas y hojas con 206.82 y 37.49t/ha, respectivamente. Para fuste, se cuantifico la mayor cantidad de biomasa y carbono en la edad de 9 años con 149.98 y 47.63 t/ha, respectivamente. El carbono almacenado en el suelo fueron 22.5, 27.68 y 42.39 t/ha, para 9, 15 y19 años respectivamente. La tasa de fijación de la biomasa aérea fue 9.46, 7.11 y 6.23 t/año, para 9, 15 y 19 años respectivamente.

Estructura, diversidad florística y estimación de carbono almacenado en tres bosques del municipio El Castillo, Río San Juan, Nicaragua, 2012

La planificación y manejo integral de fincas es un mod elo con tendencias productivas, en Nicaragua la ausencia de metodologías sencillas, flexibles, con alta factibilidad económica y confiabilidad de los resultados, es un factor determinante de la aceptación e implementación de los planes de manejo a nivel de finca. El presente estudio se realizó con la finalidad de contribuir información de metodología para inventarios forestales y resultados florísticos en el almacenamiento de carbono, en tres fincas productivas del bosque húmedo tropical del municipio El Castillo, Río San Juan. El estudio se estableció en tres etapas metodológicas: planificación de trabajo, fase de campo y almacenamiento de datos (procesamiento). Para cumplir los objetivos se implementó un inventario forestal por muestreo sistemático con diferentes intensidades de muestreo en cada finca, se establecieron parcelas de 10m x 50m (0.05 ha), para comparar la diversidad entre fincas se utilizó igual tamaño de parcelas (0.3 ha), mediante el índice de Margalef (riqueza) e índice de Shannon-Weiner (equidad), se analizó la estructura horizontal mediante el cálculo de abundancia, área basal y volumen por hectárea, para la estimación de carbono se optó por el método no destructivo utilizando la ecuación general de biomasa (Brown, 1997) y el factor de carbono según IPCC, 2005. Las variables estudiadas son: nombre botánico de la especie arbórea, DAP (1.30m sobre el suelo ) mayor a 10 cm y altura fustal. Se identificaron 31 familias botánicos, 57 géneros y 68 especies, las familias más representativas, según el número de especie son, Moraceae, Rubiaceae, Fabaceae, Sapotaceae, Anonaceae, Burseraceae, Cumbretaceae, Lauraceae, Meliaceae, Vochysiaceae, Mimosaceae, alta presencia de especies indicadoras de bosques alterados o secundarios y bajo número de especies comerciales. No obstante el estudio de muestra alta riqueza en las tres fincas sin diferencias significativas (X²= 0,916; P>0,05) y baja equidad en La Pavona y La Perilla, por el contrario La Primavera presenta mejor representatividad de las especies. El bosque con mayor área basal y volumen (desarrollo estructural), fue La Pavona (26.51 m2ha-1 y 365.39 m3 ha-1), también almacenó mayor carbono por hectárea (195.66Mg C ha-1), básicamente los resultado de carbono son similares entre las tres fincas (La Perilla con 184.38 MgC ha-1 y La Primavera con 192.21 MgC ha-1), también se encontró alta relación entre el estado de desarrollo (clases naturales de edades), abundancia, volumen y el almacenamiento de carbono por la alta cantidad de biomasa.

Evaluación de dióxido de carbono (CO2) obtenido de diferentes fuentes naturales para el control de Sitophilus zeamais Motschulsky (Coleoptera: curculionidae) aplicado en silos metálicos

La preocupante situación por el uso excesivo de productos químicos en granos almacenados, ha llevado a la búsqueda de métodos efectivos no químicos para prevenir las pérdidas ocasionadas por los insectos. Entre estos métodos tenemos el uso de atmósferas modificadas (AM) el cual ha sido utilizado en otros países con buenos resultados. Este método consiste en la descomposición o fermentación de materiales vegetales como substrato para la generación de CO2 (dióxido de carbono) en un biogenerador, conectado a silos metálicos u otros depósitos de granos herméticos donde el gas es transferido pasivamente al depósito de granos. Nos propusimos identificar fuentes naturales para la producción de CO2 y determinar la eficacia del método de atmósferas controladas en el control del Sitophilus zeamais Motsch. Para el estudio se realizaron dos etapas: Identificación de fuentes naturales para la producción de CO2 a partir del proceso de fermentación, donde se probaron caiia de azúcar, banano y maíz, utilizando para cada material tratamientos con y sin levadura comercial en concentración de 0.5% y 0% respectivamente de la cantidad total del material a fermentar en el biodigestor. Se determinó el momento inicial, máximo y final de la producción de CO2 . El tipo de biogenerador utilizado para todos los ensayos consistió de un depósito plástico de 18 l. de capacidad, donde se colocaron los materiales a fermentar. Se utilizó un indicador de agua. La variable a medir fue la emisión de burbujas en un período de tres minutos a intervalos de dos horas. Se determinó el porcentaje de mortalidad del S. zeamaiz en silos metálicos de 4qq. con maíz utilizando la AM. El silo metálico fue llenado con maiz hasta las 5/6 partes de su capacidad total; las jaulas que se utiüzaron fueron recipientes plásticos de 1L de capacidad con maíz-grano y 100 gorgojos del maíz adultos en su interior, colocadas a tres diferentes profundidades dentro del silo metálico. El porcentaje de C02 contenido en el silo metálico se midió con el método bioquímico del Hidróxido de Sodio (NaOH). El índice de mortalidad se evaluó a los 6, 8 y 10 días. Los mejores resultados en producción de gas se obtuvieron con el banano, con un rendimiento promedio de 91.9 y 52.6 burbujas por tres minutos a intervalos de dos horas en un período de 40 horas. Con un porcentaje mayor al 25% de CO 2 en el interior del silo metálico (atmósfera interna) y más de 6 días de exposición se obtuvo la mortalidad del gorgojo del maíz superior al 95%; concluyendo que la mortalidad del gorgojo del maíz estará en dependencia del porcentaje de CO2 en el interior del silo metálico.