Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Not a member yet
    37009 research outputs found

    Contribution of coal combustion to black carbon: coupling tracers with the aethalometer model

    No full text
    Black carbon (BC) aerosol characteristics have been analysed from January 2016 to March 2017 in an urban background area (León, Spain), located in a coal-mining region, where this fuel is commonly used. The monthly and seasonal variations of BC and source contributions were examined. The mean equivalent BC concentration (eBC) during cold and warm months were 1.0±0.5 and 0.6±0.2 μg m-3, respectively. eBC can be further divided into eBCff (eBC from liquid fossil fuel) and eBCbb+cc (eBC from biomass burning plus coal combustion), with mean annual values of 0.6±0.3 and 0.3±0.3 μg m 3 (cold months) and 0.4±0.2 μg m 3 and 0.1±0.1 μg m 3 (warm months), respectively. The eBC obtained from the aethalometer and the elemental carbon (EC) quantified through a Thermal Optical Transmittance method presented a significant strong positive correlation in both warm (r=0.82) and cold (r=0.88) periods. A mass absorption cross-section (MAC) of 4.46±0.16 between two techniques has been obtained. In the cold period, a multilinear regression model to decouple eBCbb from eBCcc was established (r2=0.85) based on two tracers: arsenic for coal combustion and potassium for biomass burning. The model application enabled us to distinguish the contributions to eBCbb+cc (as a function of the variance explained by the tracers) in the cold period: 74% from biomass burning and 26% from coal combustion. The highest eBCcc concentration was estimated for December 2016 and January 2017 (0.18 μg m 3). This result was supported by the Absorption Ångström Exponent (AAE), which showed the maximum value in January 2017 (1.43±0.37) due to the high biomass burning and coal combustion contributions.publishe

    A chemical study of yoghurt produced under isostatic pressure during storage

    No full text
    Yoghurt fermented under sub-lethal high pressure (10, 20, 30 and 40 MPa at 43 °C), and afterward placed under refrigeration (4 °C for 23 days) was studied and compared with yoghurt fermented at atmospheric pressure (0.1 MPa). For a deeper analysis, a metabolite fingerprinting by nuclear magnetic resonance (NMR), sugars and organic acids assessment by high performance liquid chromatography (HPLC), total fatty acids (TFA) determination and quantification by gas chromatography with a flame ionization detector (GC-FID) were performed. Metabolomic analyses revealed that only 2,3-butanediol, acetoin, diacetyl and formate vary with the increase of pressure and probable relation with pressure influenced diacetyl reductase, acetoin reductase and acetolactate decarboxylase. Yoghurts fermented at 40 MPa had the lowest content in lactose (39.7% of total sugar reduction) and the less content in TFA (56.1%). Further research is of interest to understand more about fermentation processes under sub-lethal high pressure.publishe

    Desenvolvimento de canais de feedback para sistemas WPT

    No full text
    Nowadays, Wireless Power Transmission (WPT) is being studied as a possible solution to some of the energy problems globally. Regarding this technology there are still advances to be completed. This dissertation focuses on WPT radiative and not only addresses a theoretical study about the implementation of a satellite to supply a lunar station, but also the development of an important module for a complete system aimed to charge mobile devices. In the first part of this dissertation a simulator is implemented with the objective of evaluating a lunar satellite orbit and obtaining information regarding the minimum distance for transmission and the available energy to operate the on-board transmitters. The simulator allows to change the characteristics of the satellite, the different parameters of the transmitter system and to perform an evaluation for different orbits. As an example, it is demonstrated how it is possible a Energy Budget evaluation, in which the amount of energy reaching the lunar station is estimated by assuming the necessary specifications. The other part of the dissertation contributes to the development of a module designated as Feedback Channel for use in WPT systems on Earth. Integrated into such system, it measures the power in the receiver and communicates that information to the transmitter, so the transmitter adjusts the focus direction to the direction with the highest power value. The approach used in the Feedback Channel is intended not to use complex methods, but to be easily modified for systems requiring other characteristics and to be the target of study for the tarting point of similar modules for the satellite analyzed in the first part.Hoje em dia, a Transmissão de Energia Sem Fios é estudada como possível solução para alguns dos problemas energéticos globais. Relativamente a essa tecnologia, ainda existem avanços a completar. Esta dissertação foca-se na Transmissão de Energia Sem Fios radiativa e, não só aborda um estudo teórico acerca da implementação de um satélite para fornecer energia a uma estação lunar, como também o desenvolvimento de um módulo importante para um sistema completo direcionado ao carregamento de dispositivos móveis. Na primeira metade desta dissertação é implementado um simulador com o objetivo de avaliar órbitas de satélites ao redor da Lua e obter informação relativamente à distância mínima que pode ocorrer a transmissão e que energia está disponível para operar os transmissores a bordo. O simulador permite alterar as características do satélite, os diferentes parâmetros do sistema transmissor e fazer uma avaliação para diferentes órbitas. Como exemplo, é demonstrado de que maneira pode ser feito o Planeamento Energético, onde se estima o valor de energia que chega à estação lunar ao assumir as necessárias especificações. A outra metade da dissertação contribui para o desenvolvimento de um módulo designado de Canal de Feedback utilizado em sistemas de Transmissão de Energia Sem Fios na Terra. Integrado num sistema destes permite medir a potência no recetor e comunicar essa informação ao transmissor por forma a este ajustar a direção do foco para a direção com o maior valor de potência. A abordagem utilizada no Canal de Feedback tem como objetivo não recorrer a métodos complexos, mas ser facilmente alterada para sistemas que requerem outras características e ser alvo de estudo para o ponto de partida de módulos semelhantes ao satélite abordado na primeira parte.Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicaçõe

    BestLoRaNet: firmware para otimizar a seleção de redes LoRa

    No full text
    Nos últimos anos, a sociedade tem contribuído para a evolução exponencial ao nível das tecnologias digitais. Este crescimento impulsionou a expansão da Internet, proporcionando a conexão entre vários dispositivos, capazes de comunicar entre si, em qualquer parte do mundo. Assim surgiu o conceito Internet of Things, com o principal objetivo de tornar o mundo num ambiente totalmente conectado. A necessidade por uma conectividade contínua, e o aumento do número de dispositivos IoT está a levar ao congestionamento das redes terrestres. Para colmatar este problema surgem as LPWANs, capazes de atender um elevado número de dispositivos IoT. Esta tecnologia pode também proporcionar a conectividade em áreas remotas, através das redes via satélite, complementando, assim, a conectividade oferecida pelas redes terrestres. A presente dissertação foca-se no desenvolvimento de um dispositivo “Inteligente” capaz de efetuar a conectividade e fazer tomadas de decisão, perante diferentes redes LoRaWAN. Ou seja, o dispositivo quando tem ao seu alcance mais do que uma rede LoRaWAN disponível para o atender, deve ter a capacidade de escolher para qual das redes tem uma melhor ligação rádio para comunicar. Para isso, foram implementadas duas redes LoRaWAN, cada uma delas é constituída por uma gateway, um servidor Chirpstack, uma base de dados InfluxDB e uma interface gráfica Grafana, onde a informação recebida pelo servidor é armazenada e visualizada, respetivamente. Posteriormente foi desenvolvido o firmware do dispositivo com base na biblioteca LMIC, suportada pelo software Arduino IDE. Tendo a arquitetura do sistema construída, seguiu-se para a realização de testes, que proporcionaram uma constante otimização do firmware do nosso dispositivo. Para isso, foi necessário durante a execução dos testes conectar o dispositivo a um computador para apresentar num terminal mensagens, de modo a observar as tomadas de decisão do dispositivo. Para além disso, recorreu-se à interface gráfica do Chirpstack de forma a validar o comportamento do mesmo. No decorrer dos testes colocou-se o dispositivo exposto a diversas situações, e ao observar o seu comportamento para cada uma delas, foi-se desenvolvendo o código para que este otimize as suas escolhas e decisões. Assim, no trabalhado realizado o dispositivo é capaz de atuar perante as seguintes quatros situações. No primeiro cenário, o dispositivo é capaz de saber que tem duas redes LoRaWAN disponíveis e escolhe para qual das redes tem melhor ligação rádio para comunicar. No segundo cenário, o dispositivo tem apenas a Rede 1 disponível e este é capaz de identificar que apenas pode comunicar com esta. No terceiro cenário, o dispositivo tem a capacidade de detetar que apenas tem disponível a Rede 2 e que deve comunicar com esta. No quarto cenário, o dispositivo sabe que não tem nenhuma rede disponível para o atender e que deve esperar até que alguma fique disponível. A arquitetura proposta e implementada nesta dissertação visa contribuir para a investigação e desenvolvimento de um dispositivo com a capacidade de se conectar, quer com uma rede terrestre, quer com uma rede via satélite, e escolher para qual das redes é a que tem melhor ligação rádio.In the last few years, society has contributed to the exponential evolution of digital technologies. This growth has driven the expansion of the Internet, providing connection between multiple devices capable of communicating with each other, anywhere in the world. Thus, the Internet of Things concept emerged, with the main goal of turning the world into a fully connected environment. The need for seamless connectivity and the increasing number of IoT devices is leading to congestion on terrestrial networks. To overcome this problem, LPWANs appear, capable of serving a large number of IoT devices. This technology can also provide connectivity in remote areas through satellite networks, thus complementing the connectivity offered by terrestrial networks. This dissertation focuses on the development of an “Intelligent” device capable of performing connectivity and making decisions, when facing different LoRaWAN networks. That is, the device, when it has within its range more than one Lo- RaWAN network available to serve it, should have the ability to choose which of the networks has a better radio connection to communicate. For this, two LoRaWAN networks were implemented, and each of these networks consists of a Gateway, a Chirpstack server, an InfluxDB database and a Grafana graphical interface, where the information received by the server is stored and displayed, respectively. Later, the device firmware was developed based on the LMIC library, supported by the Arduino IDE software. Having built the system architecture, it was followed by tests, which provided a constant optimization of the firmware of our device. For this, it was necessary during the execution of the tests to connect the device to a computer to present messages in a terminal, in order to observe the decision-making of the device. Furthermore, Chirpstack’s web interface was used to validate its behavior. During the tests, the device was exposed to different situations, and by observing its behavior for each of them, the code was developed so that it optimizes its choices and decisions. Thus, in the work carried out, the device is capable of acting in the following four situations. In the first scenario, the device is able to know that it has two available LoRaWAN networks and chooses which network has the best radio link to communicate with. In the second scenario, the device has only Network 1 available and it is able to identify that it can only communicate with it. In the third scenario, the device is able to detect that only Network 2 is available and that it must communicate with it. In the fourth scenario, the device knows that there is no network available to answer it and that it must wait until one becomes available. The architecture proposed and implemented in this dissertation aims to contribute to the research and development of a device with the ability to connect to either a terrestrial or a satellite network, and choose which network has the best radio link.Mestrado em Engenharia Eletrónica e Telecomunicaçõe

    Produção e purificação de biofármacos antileucémicos

    No full text
    A L-asparaginase (LA) é uma enzima responsável por hidrolisar o aminoácido L-asparagina em ácido L-aspártico e amoníaco, e com aplicações na indústria farmacêutica como um biofármaco antileucémico, nomeadamente no tratamento da leucemia linfoblástica aguda, no tratamento do cancro da mama, ovários e cerebral. A LA pode ser produzida por bactérias, fungos ou leveduras por bioprocessos fermentativos. Atualmente, a LA comercializada para fins terapêuticos provém maioritariamente de Escherichia coli e Erwinia chrysanthemi. No entanto, a LA produzida por estes microrganismos apresenta também uma atividade de glutaminase intrínseca que pode provocar uma ativação do sistema imunológico, causando reações de hipersensibilidade, pancreatite, náuseas e anormalidades da coagulação. Desse modo, a busca por novos microrganismos que produzam a LA com efeitos colaterais reduzidos é de extrema importância. Nesta tese, produziu-se a LA por Bacillus subtillis recombinante, e otimizou-se o processo fermentativo, nomeadamente o momento de indução da produção da LA, a respetiva concentração do indutor (xilose) e a velocidade de agitação. Posteriormente, desenvolveu-se uma nova técnica de purificação para a LA, esta mais económica que os métodos convencionais existentes, através da utilização de líquidos iónicos suportados em sílica (LISS). Nesta etapa, a concentração de proteína total do extrato celular, a massa de LISS utilizada e o tempo de contato entre o extrato celular e o material foram otimizados. Com base nos resultados obtidos, as condições experimentais ótimas para a produção da LA são: densidade ótica de indução de 1,0 com 0,75 % (m/v) de xilose, e uma velocidade de agitação de 200 rpm após a indução. Quanto à purificação da LA utilizando LISS, os melhores resultados foram obtidos usando o extrato celular com uma concentração de proteína total de 18,5 mg/mL, 20 mg de LISS e 60 min de tempo de contato entre o material e o extrato celular.L-asparaginase (LA) is an enzyme, which hydrolyzes the amino acid L-asparagine into L-aspartic acid and ammonia. This enzyme has applications in the pharmaceutical industry as an anti-leukemic biopharmaceutical, namely in the treatment of acute lymphoblastic leukemia, the treatment of breast, ovarian, and brain cancers. LA can be produced by bacteria, fungi, or yeasts by fermentation bioprocesses. Currently, LA commercialized for therapeutic purposes is mainly produced from Escherichia coli and Erwinia chrysanthemi. However, the LA produced by these microorganisms also has an intrinsic glutaminase activity that can trigger an activation of the immune system, causing hypersensitivity reactions, pancreatitis, nausea, and coagulation abnormalities. Thus, the search for new microorganisms to produce LA with reduced side effects is extremely important. In this thesis we produced LA and optimized its production conditions by recombinant Bacillus subtilis, evaluating different factors of the fermentation process, namely the time of induction of LA production and the respective inductor (xylose) concentration and the stirring speed. Subsequently, we developed a new purification technique for LA, which is more economical than the existing conventional methods, using silica-based supported ionic liquids (SSIL). In this stage, the total protein concentration of the cell extract, the mass of SSIL used and the contact time between the cell extract and the material were optimized. Based on the results obtained, the optimal experimental conditions to produce LA are an induction optical density close to 1.0, with 0.75 % (m/v) xylose, and a stirring speed of 200 rpm. As for the purification of LA, the best results were obtained using the cell extract containing a protein total concentration of 18.5 mg/mL, 20 mg of LISS and 60 min of contact time between the material and the cell extract.Mestrado em Biotecnologi

    Use of colemanite and borax penta-hydrate in soda lime silicate glass melting - a strategy to reduce energy consumption and improve glass properties

    No full text
    In view of recent energy crisis and environmental considerations, reductions of melting temperature and CO2 emissions during the production of commercial soda lime silicate (SLS) glass at industrial scale are major intentions. Here we show that this goal can be achieved by using carbonate-free borate minerals such as colemanite (Ca2B6O11·5H2O) and borax penta-hydrate (BPH, Na2B4O7·5H2O) as alternative sources for CaO and Na2O, respectively. The SLS glass melting temperature has decreased successively by the incorporation of B2O3 with substitution of equivalent wt% SiO2 resulting from gradual utilization of colemanite and BPH. Hot Stage Microscopy (HSM) revealed that the melting temperature was decreased from 1650 °C, for the parent commercial SLS glass, to 1528 °C on use of colemanite and further down to 1072 °C on utilization of both colemanite and appropriate quantity of BPH up to which the properties of the pristine glass can be retained. Thus, energy consumption equivalent to reduction in melting temperature could be minimized during the glass production. Another important environmental benefit achieved by using carbonate free minerals is significant reduction (12%) of CO2 emissions during thermal decomposition in glass melting which could minimize greenhouse gas to the atmosphere at a great extent. Further, the addition of colemanite improved micro-hardness, elastic modulus and thermal properties of the pristine glass through polymerization of glass network structure. In contrast to the use of BPH as a source of more than 8 wt% Na2O deteriorated glass properties with the formation of non-bridging oxygens into the glass network.publishe

    Uniformização do processo de abastecimento através de AIVs: integração de um novo fluxo de material

    No full text
    A presente investigação decorreu numa empresa que produz alarmes de incêndio e sistemas de segurança e comunicação e localiza-se em Ovar. Esta organização encontrava-se a implementar Autonomous Intelligent Vehicles com o objetivo de melhorar o seu abastecimento de matéria-prima às suas linhas de produção na principal área fornecedora interna de placas eletrónicas. Ao longo deste processo, foi reconhecido o gap ao não introduzirem todos os tipos de componentes que essas linhas consomem, ou seja, apenas integraram nestes robots logísticos o abastecimento de matéria-prima que vai diretamente do armazém, deixando de parte os componentes que precisam de passar por um processo intermédio. Com isto, o principal objetivo deste projeto passou pela uniformização dos pedidos dos operadores das linhas de produção, tendo sido estudada a integração do fluxo de componentes que sofrem um processo intermédio naquele que foi inicialmente implementado de abastecimento de matéria-prima para a organização. Para além disto, foi também sugerido à organização a implementação desse mesmo fluxo, dado que a duração do projeto não foi suficiente para fazê-lo. Para concretizar o projeto, foi adotada a metodologia Investigação-Ação, como suporte de várias ferramentas e metodologias entre as quais os 5S para organizar e evitar trocas entre os destinatários das matérias-primas abastecidas, o BPMN 2.0 para modelar todos os fluxos descritos e a elaboração de Diagramas de Esparguete, de forma a perceber e quantificar a situação inicial e a situação proposta. Através de uma simulação foi possível perceber que as distâncias percorridas pelos operadores envolvidos no fluxo relativo ao abastecimento dos componentes que sofrem um processo intermédio foram reduzidas em mais de 50%, bem como foi eliminada a existência de 2 standards que os operadores das linhas de produção tinham de seguir e, ainda, foi reduzido em 74% o tempo de procura de um código de um componente eletrónico no desumidificador.This research took place in a company that produces fire alarms and security and communication systems in Ovar. This organization was implementing Autonomous Intelligent Vehicles in order to improve their raw material supply to their production lines in the main internal supplier area of electronic boards. Throughout this process, a gap was recognized by not introducing all types of components that those lines consume, i.e., they only integrated in these logistics robots the supply raw material that goes directly from the warehouse, leaving aside the components that need to go through an intermediate process. With this, the main objective of this project was to standardize the requests of the production line operators, having studied the integration of the flow of components that suffer an intermediate process in the one that was initially implemented of raw material supply to the organization. Besides this, this same flow was also suggested to the organization, since the project duration was not enough to implement it. To accomplish the project, the Action-Research methodology, supported by other tools and methods, such as the application of 5S to organize and avoid exchanges between the recipients of the raw material supplies, BPMN 2.0 to model all the flows described, and the elaboration of Spaghetti Diagrams, in order to understand and quantify the initial situation and the proposed situation. Through a simulation it was possible to realize that the distances covered by operators involved in the flow related to the supply of components that suffer an intermediate process were reduced by more than 50%, as well as the elimination of 2 standards that the operators of the production lines had to follow and the reduction by 74% of the time spent while searching for an electronic component code in the dehumidifier.Mestrado em Engenharia e Gestão Industria

    Medição e modelação de coeficientes de difusão de cetonas em etanol

    No full text
    The interest in supercritical fluid extraction (SFE) to obtain bioactive compounds has risen over the years. This interest derives from a lower environmental impact of supercritical fluids (SFC), compared to the conventional solvents, and due to the quality and purity of the final products, which in turn, leads to the need of knowledge about the compounds transport properties for the accurate design of industrial processes. The initial objective of this dissertation was the measurement and modelling of binary diffusion coefficients (12) of bioactive compounds in supercritical mixtures of CO2 (SC-CO2) and ethanol. However, due to problems in the experimental installation, it was not possible to operate with SC-CO2 so 12 was measured in ethanol. These data will be important for modelling the properties of CO2 and ethanol mixtures. The 12 of five ketones (acetone, 2-butanone, 2-pentanone, 2-hexanone and 3-hexanone) were measured in ethanol, in the range of 1 − 150 and 303.15 −333.15 , using the Chromatographic Peak Broadening (CPB) method. The obtained results were in the range of [1.77− 2.89]∙ 10−5 (2 −1 ) for acetone, [1.53 − 2.63]∙ 10−5 (2 −1 ) for 2-butanone, [1.39 − 2.41]∙ 10−5 (2 −1 ) for 2-pentanone, [1.29 − 2.18]∙ 10−5 (2 −1 ) for 2-hexanone and [1.28 − 2.17]∙ 10−5 (2 −1 ) for 3-hexanone. Experimental data were analysed using models based on the free volume theory (e.g. Dymond-Hildebrand-Batschinski, DHB), on the hydrodynamic theory, hybrid models (e.g. Tracer Liu-Silva-Macedo, TLSM) and empirical correlations. The models were assessed in terms of the mean absolute relative deviation (). The most suitable models to represent 12 were: DHB for acetone, 2-butanone, 2-pentanone, 2- hexanone and 3-hexanone ( = 2.22 %, 2.43 %, 2.37 %, 2.33 % and 3.65 %, respectively), TLSMd for acetone, 2-butanone, 2-pentanone, 2-hexanone and 3-hexanone ( = 0.90 %, 1.82 %, 1.91 %, 1.56 % and 2.63 %, respectively) and Magalhães et al. correlation for acetone, 2-butanone, 2-pentanone, 2-hexanone and 3-hexanone ( = 0.42 %, 0.89 %, 0.45 %, 0.49 % and 1.13 %, respectively).O interesse em extração de fluídos supercríticos (SFE), para obter compostos bioativos, tem vindo a aumentar ao longo dos anos. Este interesse deve-se ao menor impacto ambiental dos fluídos supercríticos (SCF), em relação aos solventes convencionais, e ao facto de proporcionarem produtos finais de elevada pureza. o que por sua vez, leva à necessidade do conhecimento sobre as propriedades de transporte nos solventes supercríticos para o dimensionamento preciso dos processos industriais. O objetivo inicial desta dissertação era a medição e modelação de coeficientes de difusão binários (12) de componentes bioativos em misturas supercríticas de CO2 e etanol. No entanto, devido a problemas na instalação experimental não foi possível operar com o CO2 supercrítico pelo que se mediram 12 em etanol. Estes dados serão importantes para a modelação das propriedades em misturas de CO2 e etanol. Mediram-se os coeficientes de difusão de cinco cetonas (acetona, 2- butanona, 2-pentanona, 2-hexanona e 3-hexanona) em etanol, no intervalo de 1 −150 e 303.15 − 333.15 , usando o método cromatográfico de abertura de pico (CPB). Os resultados obtidos encontram-se no intervalo de [1.77 − 2.89] ⋅ 10−5 (2 −1 ) para acetona, [1.53 − 2.63] ⋅ 10−5 (2 −1 ) para 2-butanona, [1.39 − 2.41] ∙ 10−5 (2 −1 ) para 2-pentanona, [1.29 − 2.18] ∙ 10−5 (2 −1 ) para 2-hexanona e [1.28 − 2.17] ∙ 10−5 (2 −1 ) para 3- hexanona. Os dados experimentais foram analisados usando modelos baseados na teoria de volume livre (p.e. Dymond-Hildebrand-Batschinski, DHB), na teoria hidrodinâmica, nos modelos híbridos (p.e. Tracer Liu-Silva Macedo, TLSM) e em correlações empíricas. Os modelos foram avaliados em termos de desvios relativos absolutos médios () concluindo-se que os modelos mais adequados para representar 12 são: DHB para acetona, 2-butanona, 2-pentanona, 2-hexanona e 3- hexanona ( = 2.22 %, 2.43 %, 2.37 %, 2.33 % e 3.65 %, respetivamente), TLSMd para acetona, 2-butanona, 2-pentanona, 2- hexanona e 3-hexanona ( = 0.90 %, 1.82 %, 1.91 %, 1.56 % e 2.63 %, respetivamente) e correlação de Magalhães et al. Para acetona, 2-butanona, 2-pentanona, 2-hexanona e 3-hexanona ( = 0.42 %, 0.89 %, 0.45 %, 0.49 % e 1.13 %, respetivamente).Mestrado em Engenharia Químic

    Novas abordagens na síntese e aplicação de hidróxidos lamelares de dupla camada contendo catiões funcionais

    No full text
    This PhD work focuses on developing new multifunctional materials based on chemically and nanostructurally modified layered double hydroxides (LDH). LDH are mainly considered as anion exchangers regardless of their cation content. The central idea is the introduction of selected cations that can extend the functionalities of LDH and induce new properties, namely magnetic cations to assist thin-film formation and cations with inhibiting corrosion properties. LDH allow several modification levels by employing ion ordering and nanostructure design. Depending on the combination of properties, such materials can either serve as the object of fundamental research or find applications as a base for sensing/protective coatings. In this work, the conventional synthesis techniques were improved by the application of high-power ultrasound that resulted in a considerable acceleration of the crystallization process and the anion-exchange reaction. The magnetic behaviour of ConAl LDH intercalated with nitrate was studied as a function of temperature. The results obtained demonstrate that the magnetic properties of Co-based LDH strongly depend on the four lowest Kramer doublets. The appearance of a local maximum in the magnetic susceptibility at a temperature of 160 K is due to the freezing of the lattice parameters, and the curve's behaviour can be described by a non-linear change of the effective nuclear charge change of Coᴵᴵ. Following the magnetic characterization, the sedimentation of nanocrystallites of Co-Al LDH in magnetic fields perpendicular and parallel to the substrate was studied. Dense and homogeneous films were obtained for a magnetic field of 0.5 T applied perpendicularly to the sample. The magnetic anisotropy of the crystallites is explained by deviation from the statistical cation distribution similar to honeycomb-like coordination of cobalt. In a parallel study, cerium cations, which possess corrosion protection capacity, were incorporated in the LDH structure via partial substitution of aluminium cations. The changes occurring to the LDH in suspension after exposure for an extended period to UV radiation and its effect on the corrosion protection were evaluated. The last part of this work was devoted to the effect of magnetic fields on the anion-exchange of Co₂Al LDH and Co₃Al LDH for fields of 0, 0.25, 0.5, 0.75 and 1 T.O trabalho de doutoramento aqui apresentado teve como objetivo o desenvolvimento de novos materiais multifuncionais baseados em hidróxidos lamelares de dupla camada (LDH) modificados química e estruturalmente. Os LDH são conhecidos por serem bons permutadores de iões, independentemente dos catiões usados na sua estrutura. A ideia central deste doutoramento é a introdução de um certo tipo de catiões, selecionados, que pode estender as funcionalidades do LDH e induzir novas propriedades, nomeadamente catiões com momento magnético, para auxiliar a formação de filmes finos, e catiões inibidores de corrosão. Os LDH permitem vários níveis de modificação empregando a ordenação de iões e promovendo a formação de nanoestruturas. Dependendo da combinação de propriedades, os LDH podem servir como objetos de pesquisa fundamental ou para diversas aplicações, como por exemplo, base para sensores ou revestimentos de proteção contra corrosão. No trabalho apresentado fez-se o aprimoramento das técnicas convencionais de síntese, nomeadamente a aplicação de ultra-sons de alta potência, que resultou numa considerável aceleração do processo de cristalização e da reação de troca aniónica no LDH. Foi realizada a caracterização magnética em função da temperatura no ConAl LDH intercalado com nitrato. Os resultados obtidos demonstram que as propriedades magnéticas do LDH de base Co dependem fortemente dos quatro dupletos de Kramers mais baixos. O estudo demonstrou que o aparecimento de um máximo local na susceptibilidade magnética em torno dos 160 K deve-se ao congelamento dos parâmetros de rede, e o comportamento da própria curva experimental pode ser descrito por uma mudança não linear da carga nuclear efetiva Coᴵᴵ. Após a caracterização magnética, foi estudado a sedimentação de nanocristalitos de Co-Al LDH com campos magnéticos perpendicular e paralelo ao substrato. Filmes densos e homogéneos foram obtidos para um campo magnético de 0.5 T aplicado perpendicularmente à amostra. A anisotropia magnética das cristalites é explicada pelo desvio da distribuição estatística de catiões com coordenação semelhante a um favo do cobalto. Num estudo paralelo, catiões de Ceᶟ⁺, com capacidade de proteção contra corrosão, foram incorporados na estrutura do LDH por substituição parcial dos catiões de Al. Foram avaliadas as alterações ocorridas no LDH em suspensão e consequente libertação de Ceᶟ⁺ após exposição à radiação ultravioleta e os seus efeitos na protecção contra a corrosão. A última parte deste trabalho foi dedicada ao efeito de campos magnéticos na troca aniónica do Co₂Al LDH and Co₃Al LDH para campos aplicados de 0, 0.25, 0.5, 0.75 e 1 T.Programa Doutoral em Materiais e Processamento Avançado

    Controlo de qualidade avançado: uso de microtomografia para validação da qualidade de rolhas de cortiça

    No full text
    A cortiça é um material biológico único utilizado sobretudo na produção de rolhas para o sector vinícola. No sector corticeiro, nas últimas décadas, surge uma nova abordagem de regulamentação da gestão industrial e do controlo de qualidade do produto final e onde Portugal, sendo o maior produtor e exportador mundial de cortiça, assume um papel fulcral na investigação e desenvolvimento na área. Neste contexto, esta dissertação pretende contribuir para a evolução do sector propondo uma nova técnica que recorre à microtomografia computadorizada de raios-X (micro-CT) como complemento às metodologias atualmente praticadas na garantia de qualidade e caracterização de rolhas de cortiça. Rolhas naturais de cortiça com três classes distintas (A, B e C) foram selecionadas e classificadas visualmente recorrendo a equipamentos de visão artificial. Estas rolhas foram caracterizadas em termos de dimensões e de massa e, posteriormente, submetidas a diferentes ensaios físico-mecânicos para a avaliação da absorção de líquidos e do comportamento de relaxação e de compressão, tendo por base as normas ISO ou NP existentes para o sector da cortiça (sempre que aplicável). Esta aferição da qualidade das rolhas de cortiça natural, recorrendo a técnicas bem estabelecidas no sector da cortiça, foi comparada com a análise qualitativa e quantitativa da percentagem de porosidade das rolhas, determinadas com recurso ao micro-CT. Os resultados demonstram que esta nova técnica tem potencialidades para ser utilizada no sector da cortiça, em especial para avaliar a estrutura celular das amostras de cortiça, correlacionando-as com as propriedades físicas e mecânicas. Os resultados obtidos por micro-CT revelaram que as estruturas celulares e consequentemente as porosidades internas das rolhas entre as diferentes classes são semelhantes, apenas diferindo na sua superfície externa. Não existem ainda diferenças significativas das propriedades entre as rolhas das diferentes classes, apresentando uma elevada dispersão dos valores.Cork is a unique biological material used mainly in the production of stoppers for wine bottles but also products for engineering applications. In recent years, a new approach to industrial management has emerged, which emphasizes the regulation and quality control of the product and where Portugal, as its largest producer and exporter, plays a key role in research and development. In this context, this dissertation intends to contribute to cork industry by proposing a new non-destructive technique, the X-ray microcomputed tomography (micro-CT), for including to the current list of tests used in the quality assurance and characterization of natural corks. Natural cork stoppers with three different classes (A, B, C) were selected and classified using the industrial artificial vision techniques. These stoppers were characterised in terms of dimensions and mass and subsequently submitted to the different physical-mechanical tests for assessing the liquid absorption, the relaxation and compression behaviour based on existing ISO or NP standards for the cork sector (whenever applicable). This quality assessment of the natural cork stoppers using well-established techniques in the cork sector was compared to the qualitative and quantitative analysis of the porosity percentage of the stoppers by using a micro-CT apparatus. Results demonstrated that this new non-destructive micro-CT technique has the potential to be used in the cork sector, especially to evaluate the internal cellular structures of the of cork samples, correlating them with the physical and mechanical properties. Micro-CT results revealed that the cellular structure and consequently, the internal porosities of the natural cork stoppers for the different classes are very similar close, differing only on the outer surface. Results also shown that the physical-mechanical properties of the different classes of the cork stoppers are very similar, showing a high dispersion of values.Mestrado em Engenharia Mecânic

    25,621

    full texts

    37,117

    metadata records
    Updated in last 30 days.
    Repositório Institucional da Universidade de Aveiro is based in Portugal
    Access Repository Dashboard
    Do you manage Open Research Online? Become a CORE Member to access insider analytics, issue reports and manage access to outputs from your repository in the CORE Repository Dashboard! 👇