Célula fotovoltaicas de silício cristalino: homojunções obtidas pelo método de prédeposição de dopante a baixa temperatura e heterojunções HIT

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Materiais

Transístores de efeito de campo de silício cristalino obtidos pelo método de pré-deposição de dopante a baixa temperatura

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Materiais

Sistema para o estudo da condutividade térmica a baixa temperatura aplicado à espuma de cobre

O desenvolvimento de novos materiais e a sua caracterização é de extrema importância no dimensionamento e construção de equipamentos criogénicos. A empresa Versarien desenvolveu uma técnica capaz de produzir cobre poroso, conseguindo controlar a porosidade e o tamanho de poros. Os materiais porosos são de especial interesse para dispositivos criogénicos em aplicações espaciais. Um exemplo desta aplicação são as unidades de armazenamento de energia (Energy Storage Units-ESU), onde um material poroso é usado em ausência de gravidade para reter um líquido criogénico por capilaridade, de modo a manter dispositivos a uma temperatura baixa e constante. Neste caso, um material poroso de elevada condutividade térmica, como o cobre, seria de grande interesse uma vez que permite obter uma boa homogeneidade de temperatura na célula. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema para medir a condutividade térmica deste material, entre 15 e 260 K, para porosidades entre 50% e 80%, utilizando um criorrefrigerador 2 W @ 20 K. Estas medições permitiram determinar que a pureza do cobre poroso se encontra entre RRR20 (RRR: Residual-resistivity ratio) e RRR10, apresentando uma tortuosidade que se encontra de acordo com um modelo simples descrito nesta dissertação. Foi ainda desenhado, construído e testado um criostato portátil, que apenas necessita de azoto líquido e de bombeamento primário para que se possam realizar medições de condutividade térmica entre 77 e 300 K.

Síntesi de nanopartícules de TiO2 fàcilment processables i el seu ús per a fabricar a baixa temperatura cel·les solars sensibilitzades

La gran demanda energètica i la problemàtica dels combustibles fòssils i d‟altres recursos per a obtenir energia posen de manifest la necessitat de desenvolupar tecnologies netes, sostenibles i econòmicament viables de generació d‟energia. En aquest àmbit, les cel·les solars sensibilitzades amb colorant (Dye Sensitized Solar Cells, DSSC), que transformen l‟energia solar a energia elèctrica, són una solució factible. A més, el desenvolupament de mètodes per a construir aquestes cel·les a baixa temperatura permetria fabricar-les sobre substrats plàstics, fet que els donaria un valor afegit i permetria una producció en continu, ràpida i amb baix cost tant, econòmic, com d‟impacte ambiental. Aquest treball presenta el desenvolupament d‟un mètode de producció a baixa temperatura (140 ºC) de DSSC, amb eficiència de 5,9 % sobre substrats FTO/vidre. Aquest valor és superior a la majoria de les eficiències reportades a la bibliografia de DSSC construïdes a baixa temperatura. Les capes mesoporoses que formen els elèctrodes de les DCCS es dipositen per doctor blade a partir d‟una pasta composta per nanopartícules de TiO2, de 4-8 nm, recobertes d‟àcid 3,6,9-trioxadecanoic, per nanopartícules de Degussa P25, de 20-25 nm, i com a dissolvents només s‟utilitza aigua i etanol. L‟aplicació d‟un tractament a 140 ºC permet eliminar la matèria orgànica de la superfície de les nanopartícules de 4-8 nm i unir-les a les de Degussa P25. Aquest fet permet obtenir capes mesoporoses sinteritzades de 6 μm de gruix. A més, l‟aplicació d‟un post-tractament, en el qual s‟utilitza l‟àcid hexafluoro titànic (IV), produeix un lleuger increment en l‟eficiència. Endemés, l‟obtenció de capes primes de TiO2 sobre substrats plàstics és un tema d‟actualitat a causa de la falta de mètodes de deposició a baixa temperatura. En aquest context, s‟ha sintetitzat, mitjançant processos respectuosos amb el medi ambient nanopartícules de TiO2 cristal·lí modificades superficialment amb lauril gal·lat i àcid 3,6,9-trioxodecanoic. Les nanopartícules poden ser dispersades en dissolvents orgànics i aigua respectivament, fet que permet obtenir suspensions estables i de fàcil manipulació. Aquestes poden ser utilitzades com a precursores per a obtenir capes primes a baixa temperatura de TiO2 cristal·lí. En concret, les capes primes formades per nanopartícules de TiO2 modificades amb àcid 3,6,9-trioxodecanoic s‟han utilitzat com a blocking layer en les DSSC construïdes a baixa temperatura.

Síntesi catalítica de nanofibres de carboni a baixa temperatura

La finalitat d'aquest projecte és l'adquisició d'un nou coneixement científic i tecnològic que permeti desenvolupar nous materials a partir de la producció de nanofibres de carboni, que responguin a necessitats de diferents sectors tecnològics i millorin les propietats mecàniques, elèctriques i tèrmiques dels materials existents. En tant això, l’objectiu d’aquest projecte és obtenir una sèrie de mostres de diferents nanofibres de carboni amb propietats controlades. Aquestes estaran generades a partir de diferents paràmetres, com són la temperatura, el temps, el tipus de catalitzador, el tipus de preparació d’aquest i l’aplicació d’un camp magnètic. Un altre dels objectius és realitzar una purificació de les mostres obtingudes. Com també crear diferents compòsits a partir d’una matriu polimèrica termoplàstica d’acrilonitril butadiè estirè (ABS) i nanofibres de carboni, tant purificades com sense purificar, per finalment estudiar les conductivitats elèctriques i tèrmiques dels compòsits elaborats. En aquest estudi s’han emprat materials accessibles comercialment, amb la finalitat d'agilitzar la fase experimental i aconseguir sistemes més fàcilment reproduïbles.

Efeito da aplicação de baixa temperatura em plantas de macieira sobre o crescimento durante a aclimatização

Este trabalho objetivou avaliar o efeito da aplicação de baixa temperatura (4±1ºC) sobre o crescimento das brotações micropropagadas de um porta-enxerto de macieira (Malus prunifolia Borkh.), cv.Marubakaido, durante o processo de aclimatização. Durante as duas primeiras semanas de aclimatização, as plântulas foram transferidas para uma câmara de crescimento, e submetidas à temperatura de 4±1ºC por 0, 240, 480, 720, 960, 1.200 e 1.440 horas, sob fotoperíodo de 16 horas e radiação de 5µEm-2s-1. Em seguida, foram conduzidas para casa de vegetação e avaliadas por um período de 90 dias. Ao final do experimento, avaliou-se, ainda, o comprimento dos entrenós, o número de gemas e o peso da matéria seca da parte aérea e das raízes das plantas. A porcentagem de sobrevivência também foi avaliada após um mês de permanência das plantas em casa de vegetação. Houve aumento na altura das plantas e no comprimento dos entrenós, proporcional ao tempo de sua permanência sob baixa temperatura. O frio provocou decréscimo no peso seco das raízes, porém não afetou a sobrevivência das plantas, o número de gemas e o peso da matéria seca da parte aérea.

Baixa temperatura noturna e deficiência hídrica na fotossíntese de cana‑de‑açúcar

O objetivo deste trabalho foi avaliar as respostas fotossintéticas da cana‑de‑açúcar aos efeitos simultâneos e isolados de baixa temperatura noturna (TN) e deficiência hídrica (DH). Após 128 dias do plantio, as plantas da cultivar IACSP94-2094 foram submetidas aos tratamentos: controle, sem DH e com TN de 20°C (TN20); com DH e TN de 20°C (DH/TN20); sem DH e com TN de 12°C (TN12); e com DH e TN de 12°C (DH/TN12) por cinco dias. Após o período de tratamento, as plantas foram irrigadas e submetidas à TN de 20°C por mais quatro dias, para recuperação. Houve decréscimos na assimilação de CO2 em todos os tratamentos. A recuperação total da assimilação de CO2 foi observada apenas nas plantas do tratamento TN12. A ocorrência simultânea da baixa temperatura noturna e da deficiência hídrica causou dano acentuado e persistente na condutância estomática, na capacidade máxima da ribulose‑1,5‑bisfosfato carboxilase, no transporte aparente de elétrons, no fator de eficiência e na eficiência operacional do fotossistema II, o que resultou em limitações difusivas, bioquímicas e fotoquímicas da fotossíntese das plantas de cana‑de‑açúcar.

Indução do amadurecimento de peras 'Rocha' submetidas à baixa temperatura e à aplicação de etileno

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da exposição ao frio e da aplicação de etileno, em diferentes períodos, sobre o amadurecimento e a qualidade de peras 'Rocha'. Foram conduzidos dois experimentos. No experimento 1, foram avaliados quatro períodos de exposição a 3ºC (0, 14, 28 e 42 dias) e o efeito da aplicação de 100 ppm de C2H4 por um e dois dias. No experimento 2, foram testados cinco períodos de exposição a 3ºC (0, 15, 30, 45 e 60 dias). No experimento 1, o aumento do período de frio de 14 para 28 dias ocasionou maior amarelecimento da casca e aumento das taxas respiratória e de produção de etileno. Em todos os tratamentos, os frutos apresentaram menor firmeza de polpa e de força para penetração da polpa, em comparação ao controle; no entanto, apresentaram textura adequada para consumo após sete dias em condição ambiente. No experimento 2, a firmeza de polpa, a força para penetração da polpa, a cor verde da casca e a acidez titulável diminuiram com o aumento do período de frio. A exposição dos frutos ao frio de 3ºC, por 15 dias, e a aplicação de 100 ppm de C2H4, por dois dias, são indicadas para induzir o amadurecimento de peras 'Rocha'.

Avantprojecte d'una instal·lació solar tèrmica de baixa temperatura a la província de Lleida

Disseny d'una instal·lació de col·lectors solars tèrmics per aigua calenta sanitaria i calefacció en una casa de Lleida. Aprofitant l'instal·lació de calefacció existent, modificant-la per adaptar-la a la nova instal·lació d'energia solar. Realització d'un estudi de viabilitat per determinar el període de retorn de l'instal·lació. Tot seguint les pautes que indica la norma UNE 157001.

Florescimento de tangerineiras satsuma 'Owari' tratadas com paclobutrazol, anelamento do caule e baixa temperatura

O retardador de crescimento paclobutrazol (PBZ) e o anelamento dos ramos foram aplicados em mudas de tangerineira satsuma 'Owari' sobre porta-enxerto de citrange 'Carrizo', cultivadas em vaso e mantidas em dois ambientes (câmaras de crescimento com temperatura diurna de 15(0)C e noturna de 8(0)C e com temperatura diurna de 26(0)C e noturna de 20(0)C). Houve aumento significativo no florescimento da tangerineira 'Satsuma', devido ao regime de baixas temperaturas (15/8ºC); entretanto, o PBZ não foi efetivo na indução do florescimento da tangerineira 'Satsuma' em ambas as condições de temperatura (15/8ºC e 26/20ºC). O florescimento aumentou quando as plantas foram aneladas, principalmente nas condições de temperaturas baixas (15/8ºC). A aplicação de paclobutrazol e o anelamento induziram variações nas concentrações de carboidratos nas folhas e raízes das plantas; entretanto, não foi possível estabelecer relação de causa-efeito entre florescimento e os níveis de carboidratos na planta.

Efeito da baixa temperatura noturna e do porta-enxerto na variação diurna das trocas gasosas e na atividade fotoquímica de laranjeira 'Valência'

A redução da fotossíntese durante o inverno pode ser induzida por noites frias, mesmo quando as condições durante o dia não são limitantes. Laranjais são formados com plantas enxertadas, sendo o porta-enxerto citrumeleiro 'Swingle' recomendado em áreas onde há ocorrência de baixas temperaturas. Todavia, os mecanismos fisiológicos pelos quais as plantas apresentam melhor crescimento e produção são pouco conhecidos. O objetivo deste estudo foi testar a hipótese de que o efeito da baixa temperatura noturna na fotossíntese de laranjeiras é dependente do porta-enxerto utilizado, com o citrumeleiro 'Swingle' (Citrus paradisi x Poncirus trifoliata) induzindo maior tolerância ao frio noturno se comparado ao limoeiro 'Cravo' (Citrus limonia). Laranjeiras 'Valência' (Citrus sinensis) com seis meses, cultivadas em sacolas plásticas (5 L), foram expostas por 12 h à temperatura noturna de 20 e 8 ºC. O tratamento térmico foi realizado em câmara de crescimento, sendo apenas a parte aérea das plantas expostas às distintas temperaturas. Medidas do curso diurno das trocas gasosas e da atividade fotoquímica foram realizadas em condições ambientais naturais. O resfriamento noturno causou maior redução da assimilação de CO², da condutância estomática e da transpiração em laranjeira 'Valência' sobre limoeiro 'Cravo' quando comparado às plantas sobre 'Swingle'. Após o tratamento de frio, as eficiências máxima (Fv/Fm) e operacional (Fq'/Fm') do fotossistema II diminuíram nas plantas sobre 'Cravo' e mantiveram-se praticamente inalteradas nas plantas enxertadas em 'Swingle'. Portanto, o porta-enxerto 'Swingle' induziu maior eficiência fotossintética em condições de frio noturno às plantas de laranjeira 'Valência' quando comparado ao porta-enxerto 'Cravo'. A queda da assimilação de CO² em plantas resfriadas foi devida à menor condutância estomática e menor eficiência aparente de carboxilação, ou seja, resultante de limitações difusivas e metabólicas. Embora, Fv/Fm e Fq'/Fm' em laranjeira 'Valência' sobre 'Cravo' tenham sido mais afetados pelo resfriamento em comparação às laranjeiras sobre 'Swingle', esses não contribuíram para a redução da assimilação de CO² (A). Porém, o frio noturno causou aumento da atividade dos drenos alternativos de elétrons (aumento da relação entre o transporte aparente de elétrons e a assimilação de CO²), reduzindo a eficiência aparente de carboxilação de forma mais significante em 'Valência' sobre 'Cravo' do que sobre 'Swingle'. Estes resultados confirmam a hipótese de que a ocorrência de frio noturno afeta a fotossíntese de laranjeira 'Valência' sendo os efeitos do resfriamento dependentes do porta-enxerto.

Sensibilidade de sementes de Cupuí (Theobroma subincanum) à redução do grau de umidade e a exposição à baixa temperatura

Com objetivo de verificar a sensibilidade à redução do teor de água e a exposição à baixa temperatura, sementes de Theobroma subincanum foram submetidas à secagem em sala com umidade relativa do ar de 55 ± 5% e temperatura de 23 ± 2ºC, durante 0;4; 8;12;16; 24 e 48 horas, o que possibilitou a obtenção dos seguintes graus de umidade: 44,7%, 39,9%, 30,0%, 20,5%, 19,7%, 15,7% e 12,3%, respectivamente. A avaliação da sensibilidade à baixa temperatura foi determinada expondo-se sementes sem secagem e previamente embaladas em recipientes de polietileno, em ambiente com temperatura entre 7 ± 1ºC, durante 0; 2; 4; 6 e 8 horas. Os testes de germinação foram conduzidos com quatro repetições de 50 sementes. O teor de água das sementes foi determinado com base em 50 repetições de sementes individuais. Os resultados obtidos evidenciaram que sementes de T. subincanum toleram redução no grau de umidade até nível em torno de 30,0%, sem que haja comprometimento na porcentagem de germinação. Reduções mais acentuadas provocaram diminuições na porcentagem de germinação, culminando com a perda total do poder germinativo quando o teor de água das sementes atingiu valor em torno de 12,0%. As sementes de T. subincanum apresentam sensibilidade à baixa temperatura e perdem completamente a viabilidade quando expostas à temperatura de 7ºC durante oito horas.

Otimização e validação da técnica de extração líquido-líquido com partição em baixa temperatura (ELL-PBT) para piretróides em água e análise por CG

The liquid-liquid extraction with the low temperature partition technique was developed for the analysis of four pyrethroids in water by CG. Using a factorial design the extraction technique was optimised evaluating the effect of the variables ionic strength, contact time and proportion between sample and solvent volumes. The validation parameters sensitivity, precision, accuracy and detection and quantification limits were evaluated. The LOD and LOQ of the method varied from 1.1 to 3.2 µg L-1 and 2.7 to 9.5 µg L-1, respectively.

Análise de agrotóxicos em água usando extração líquido-líquido com partição em baixa temperatura por cromatografia líquida de alta eficiência

This study optimized and validated the liquid-liquid extraction technique with partition at low temperature (LLE-PLT) for identification and quantification of four pesticides (chlorpyrifos, λ-cyhalothrin, permethrin, bifenthrin) in water samples. Analyses were performed by HPLC-UV. The technique was efficient for pesticide recovery with extraction exceeding 86%. Chromatographic response was linear for the four compounds in the 10-45 µg L-1 range, with correlation coefficients greater than 0.99. Limits of detection and quantitation were less than 3.5 µg L-1 and equal to 10 µg L-1, respectively. The proposed method was applied to 29 water samples from the Jaíba Project in northern Minas Gerais.