Propiedades estructurales y dinámicas de polímeros activos en confinamiento

42 páginas.Trabajo de Máster Universitario en Simulación Molecular. Directores: Chantal Valeriani ; Valentino Bianco. Este trabajo es un estudio de la estructura y de la dinámica de un polímero activo en confinamiento en un canal corrugado, en comparación con el caso de un polímero activo en el bulk. El polímero se simula através de una dinámica browniana y está formado por monómeros activos, cuya actividad se simula mediante una fuerza paralela al esqueleto del polímero. El canal se caracteriza por un radio máximo y un radio mínimo, y es periódico. Para realizar el análisis del comportamiento del polímero se calculan el radio de giro, el desplazamiento cuadrático medio y el coeficiente de difusión del centro de masa del polímero. Y se analiza cómo cambian estos valores modificando la actividad, la geometría del canal y la longitud del polímero. Podemos observar que el radio de giro aumenta conforme aumenta la longitud del polímero, en una relación de escala. El efecto de la actividad es disminuir el radio de giro del polímero, haciéndolo más compacto. Además, la actividad también disminuye el valor del exponente de escala. Puesto que la actividad disminuye el radio de giro, se observa que cuanto mayor es la actividad tanto menor es el efecto del confinamiento del polímero. Al comparar el radio de giro del polímero confinado con el radio de giro en el bulk, se observa que el radio de giro aumenta dentro del confinamiento. Esto se debe a que, para moverse por las partes estrechas del canal, el polímero debe estirarse, aumentando así su radio de giro

Propriedades espectroscópicas, térmicas e eletroquímicas de complexos de cobre com poli(2-vinilpiridina)

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Curso de Química.O trabalho consiste no estudo dos espectros vibracionais na região do infravermelho, das curvas de termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial para os complexos formados entre poli(2-vinilpiridina) (P2VP) e os sais de cobre: cloreto de cobre(II) e sulfato de cobre(II). Os resultados indicam que a complexação com o cloreto de cobre(II) ocorre pela formação de ligação entre o íon Cu(II) e os átomos de nitrogênio dos anéis piridínicos, e que a presença e concentração dos íons Cu(II) afetam decisivamente as propriedades térmicas do polímero para este caso. Para os complexos formados entre o polímero poli(2-vinilpiridina) e sulfato de cobre(II), a complexação também se dá através de formação de ligação entre o íon Cu(II) e os átomos de nitrogênio dos anéis piridínicos. Uma interpretação mais detalhada dos espectros vibracionais na região do infravermelho na região que caracteriza o tipo de coordenação do sulfato fica prejudicada devido a sobreposição de bandas com o polímero puro. Através das análises térmicas de calorimetria exploratória diferencial e termogravimetria pôde-se observar mudanças nas propriedades térmicas do polímero e que essas mudanças são dependentes da concentração dos íons Cu(II). Ambos os complexos apresentam uma antecipação na temperatura de degradação e um valor de Tg maior quando comparados ao do polímero puro, sendo observada uma maior variação do valor de Tg para os complexos formados com sulfato de cobre. A voltametria cíclica realizada no sistema eletrodo de cobre e soluções 0,1 mol.L-1 de P2VP e KSCN mostrou que o polímero poli(2-vinilpiridina) apresenta uma boa potencialidade como inibidor de corrosão para o cobre e, que o filme responsável por tal comportamento deva ser um complexo envolvendo Cu(I), P2VP e ânions tiocianato

Controlo da morfologia de filmes de polímeros com potenciais aplicações em células fotovoltaicas

No campo da investigação das células fotovoltaicas orgânicas, a obtenção da camada activa com morfologia “ideal” através de técnicas baratas é ainda um marco não atingido. Este trabalho visa ultrapassar as baixas eficiências que são características destas células, através do desenvolvimento de um método rápido e de baixo custo para preparar camadas activas com morfologia próxima da “ideal”. Tal método permitiu obter filmes estruturados de polímeros conjugados reticulados que constituem um dos componentes da camada activa. O método é baseado no controlo da separação de fases que ocorre durante a deposição de misturas em solução, contendo um polímero conjugado reticulável, um polímero isolador “inerte” e um agente iniciador da reacção de reticulação, por spin coating (técnica rápida e de baixo custo), sobre um substrato que poderá servir de um dos eléctrodos na célula. A posterior irradiação do filme com luz Ultravioleta e o seu aquecimento conduzem à formação de uma “rede” reticulada e insolúvel do polímero conjugado que permite remover o polímero inerte e o agente iniciador por dissolução. Sendo o filme resultante insolúvel, o outro(s) componente(s) da camada activa da célula podem ser também depositados sobre ele a partir de soluções. Foram usados três polímeros conjugados reticuláveis dreivados do poli(dioctil-fluoreno) e um polímero “inerte”, o poliestireno, com diversos pesos moleculares. Demonstrou-se que a variação de condições durante a deposição das misturas e das características das mesmas permite obter filmes com diferentes tipos de morfologia - colunar, bicontínua e porosa - com diferentes dimensões dos “motivos” de polímero. Em particular, obtiveram-se filmes com morfologia colunar, com diâmetro médio de coluna da ordem de 150-200 nm e com morfologia bicontínua com “largura” média de grão de cerca de 200 nm. Demonstrou-se que a utilização dos filmes estruturados é mais vantajosa que a de filmes não estruturados (“planos”), tendo-se obtido valores de 90 a 95% de extinção de fotoluminescência para filmes colunares de um dos polímeros, em que o aceitador de electrões foi depositado em solução. Estes valores são indicativos de um processo de dissociação dos excitões gerados no polímero conjugado muito eficiente, o que permite antever que as camadas activas preparadas possam ser aplicadas em células fotovoltaicas com morfologia optimizada

Uso de polímetro hidroretentor no plantio de cafeeiros em ambiente protegido.

A operação de plantio do cafeeiro em sequeiro é tradicionalmente executada na estação chuvosa, visando proporcionar condições satisfatórias de umidade para o desenvolvimento inicial das mudas no campo. Durante este período a distribuição das chuvas não é regular e a ocorrência de veranicos é freqüente, resultando em morte das plantas por falta de água. Realizou-se este trabalho com o objetivo de avaliar o efeito do polímero hidroretentor (hidrogel) sobre mudas de cafeeiros plantadas em vasos. A pesquisa foi conduzida em vasos, em casa de vegetação, na Fazenda Experimental da Fundação Procafé, Varginha, MG. O experimento consistiu em um fatorial com quatro doses do polímero (0,5; 1,0; 1,5 e 2,0 litros por vaso), dois modos de fornecimento de água e uma testemunha sem água. As mudas foram plantadas em vasos com os polímeros e estes pesados diariamente para monitoramento de perda de água durante 87dias, quando as plantas foram lavadas para medição das variáveis fenológicas. As liberações da água dos vasos para o meio foram maiores na presença do polímero até um período de trinta dias após o plantio, para as dosagens de 1,0 a 2,0 L/vaso do polímero hidratado. Houve aumento crescente na matéria seca das plantas a partir da dosagem de 1,0 L/vaso. Em casa de vegetação, o uso do polímero hidratado no plantio das mudas de café proporcionou maior desenvolvimento das plantas, sendo a melhor resposta obtida para dosagem de 2,0 L

Velocidade de embebição de sementes de soja submetidas a diferentes recobrimentos.

O tratamento de sementes de soja é uma prática utilizada para aumentar o desempenho das sementes, especialmente durante as fases iniciais do ciclo. A utilização do tratamento de sementes com polímeros tem sido uma alternativa para os agricultores por permitir melhor fi xação dos princípios ativos utilizados no tratamento químico. Entretanto, esses produtos não devem afetar as propriedades fisiológicas e físicas das sementes, como a velocidade de embebição. Assim, o objetivo do trabalho foi estudar o efeito de diferentes recobrimentos na velocidade de embebição das sementes de soja. Foram utilizados dois lotes de sementes de soja das cultivares SYN1263 RR e BMX Potência RR, as quais foram submetidas a seis diferentes recobrimentos: 1: Testemunha (ausência de fungicida, inseticida e polímero); 2: Fungicida + Inseticida; 3: Fungicida + Inseticida + Polímero A; 4: Fungicida + Inseticida + Polímero B; 5: Polímero A; 6: Polímero B. O fungicida e o inseticida utilizados foram Derosal Plus (carbendazim + thiram) e Cropstar FloRite 1197 (Nitral Urbana (imidacloprido + tiodicarbe), respectivamente, e os polímeros ) (A) e Laborsan (Laborsan) (B). Para a determinação da velocidade de embebição, as sementes foram dispostas sobre papel germitest umedecido 2,25 vezes o peso do papel seco e incubadas àtemperatura de 20°C, mensurando-se a massa das sementes em intervalos regularesde 1h, durante um período de 24h. De acordo com os resultados, o recobrimento das sementes de soja com os polímeros FloRite1197 (Nitral Urbana) e Laborsan (Laborsan) isolados ou em associação com o fungicida e inseticida não retardam a velocidade de absorção de água

Caracterização de complexos supramoleculares entre um policátion e surfactantes aniônicos em soluções aquosas diluídas

TCC (graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Curso de Química.As propriedades de misturas de poli(etilenoimina) (PEI) com os surfactantes aniônicos dodecil sulfato de sódio (SDS) e dodecanoato de sódio (SDod) foram investigadas em solução aquosa a 25oC. Primeiramente utilizou-se a técnica de viscosimetria para determinar a concentração de overlap da poli(etilenoimina). Em seguida foram investigadas por condutividade elétrica parâmetros de associação como concentração micelar crítica (cmc), concentração de agregação crítica (cac), ponto de saturação do polímero (psp) e o efeito da concentração do polímero nos parâmetros cac e psp. Com o objetivo de acompanhar as variações no pH das soluções contendo as misturas SDS-PEI e SDod-PEI foram executadas paralelamente às medidas de condutividade elétrica medidas de pH destas soluções. Com estes resultados pode-se propor o mecanismo para o processo de associação entre surfactantes aniônicos e o PEI. Primeiramente ocorre um processo de ligação específica das cabeças aniônicas dos surfactantes aos íons amônio do polímero promovendo a neutralização de todas as cargas do mesmo. Subsequentemente ocorre um processo de associação cooperativa até ocorrer à saturação do polímero, onde então inicia o processo de formação de micelas livres dos surfactantes em solução que passam a coexistir com o complexo polímerosurfactante

Síntesis y caracterización de polímeros conjugados electroactivos nanocompuestos

Nanoláminas de grafeno y nanopartículas de diamante fueron usadas como nano-aditivos en diferentes proporciones durante la polimerización química del monómero anilina para formar nanocompuestos Polianilina/Grafeno/Nanodiamante. Los materiales obtenidos fueron caracterizados por medio de FTIR, SEM, TGA, DSC y Voltametría Cíclica. Los resultados confirman que, según el método de síntesis propuesto, se garantiza la formación del polímero Polianilina para las diferentes proporciones de aditivos exploradas. La estructura supramolecular de los materiales sintetizados es del tipo núcleo-coraza, con los nano-aditivos siendo recubiertos (núcleo) por capas del polímero (coraza). La estabilidad de los nanocompuestos resultantes manifestó un aumento de la Temperatura de Descomposición de máximo 13°C respecto al polímero base. Por su parte, la Temperatura Pico de la Reacción de Entrecruzamiento del polímero aumenta de forma monotónica con la presencia de los nano-aditivos para un cambio máximo de 88°C. La presencia de los aditivos no afecta el comportamiento electroactivo de la Polianilina, permitiendo al polímero experimentar los estados de oxidación leucoemeraldine, emeraldine y pernigraniline. A medida que aumenta la cantidad de nano-aditivo en el material los resultados de Voltametría Cíclica permiten suponer que la presencia de los aditivos aumenta el índice de polidispersidad de los polímeros así como servir de “islas conductoras” para que un mayor número de cadenas poliméricas tengan la oportunidad de experimentar reacciones redox durante la escala de tiempo del experimento.MaestríaMagister en Ingeniería Mecánic

Treinamento dos Agricultores na Gestão da Água para Gerenciar Secas e Crise da Água no Irã

Iran faces a serious water crisis, despite the fact that there are different advanced water management systems in our country. The instability of farmland is increasing rapidly in subtropical dry zone. In the last 50 years, the water crisis has entered a new phase in Iran, due to the advent of technology and the possibility of digging deep wells, dams and consequently, unconventional consumption of underground aquifers, aqueducts, and underground reserves. Iran's cultivated land is estimated at about 16 million hectares of which about half is irrigated and the other half is cultivated as rain-fed. Water management is one of the essential requirements in the recent years due to the shortage of rainfall along with its inappropriate distribution and the occurrence of multiple droughts. Sprinkler and Drip irrigation systems are common methods to save water which also minimize the loss of water via evaporation. Agricultural education plays a significant role in improving water management in the farm and also is essential to train farmers to make them aware of the importance of water. The water crisis may lead to irreparable disasters in the future if we cannot train the people especially the farmers. The aim of this paper is to investigate the strategies of water management by training the farmers in Iran.Para investigar el requerimiento de agua de las plantas, especialmente en áreas áridas y desérticas y la pobreza de la mayoría de los suelos en estas áreas, llevamos a cabo un experimento para estudiar el efecto del polímero hidrofílico de absorbancia en Panicum antidotale Retz. Con su efecto sobre la lixiviación con nitrógeno en tres tipos de suelos ligeros, medios y pesados en intervalos de riego de 4, 8 y 12 días. La comparación de los resultados con el tratamiento de control mostró que la aplicación de polímero que se llevó a cabo al 0,3% tiene el mayor efecto sobre el crecimiento y la producción de materia seca de Panicum antidotale Retz. El efecto simple de los tratamientos con polímeros, el intervalo de riego y la textura del suelo en seco La producción de materia, la altura de la planta y la lixiviación de nitrógeno del suelo fueron importantes en este estudio. Además, los efectos de interacción del riego x la textura del suelo en la producción de materia seca y la lixiviación con nitrógeno mostraron una diferencia significativa. De modo que la mayor cantidad de materia seca de la planta con 7,2 g se obtuvo a partir de un tratamiento medio con polímero en un intervalo de riego de 4 días. En el tratamiento de control sin el polímero, las plantas se destruyeron antes de la cosecha en el intervalo de riego de 12 días. El efecto de los tratamientos en la altura de Panicum indicó que la adición de polímero al suelo aumentaría la altura del Panicum además de aumentar la producción de materia seca. Además, el efecto del polímero simple en el drenaje de agua de riego indicó que la tasa de lixiviación de nitrógeno de la media de 880 mg N/ I de en el control disminuye a aproximadamente 550 mg N / I por el polímero. Por lo tanto, se puede concluir que la aplicación de polímeros no solo influye en la humedad del suelo, sino que también afecta el fortalecimiento del suelo y la disminución de la lixiviación de nitrógeno, especialmente en suelos pobres del desierto.A fim de investigar a necessidade de água das plantas, especialmente em áreas áridas e desérticas e a pobreza da maioria dos solos nessas áreas, conduzimos um experimento em vasos para estudar o efeito do polímero hidrofílico absorvente em Panicum antidotale Retz. com seu efeito na lixiviação de nitrogênio em três tipos de solos leves, médios e pesados em intervalos de irrigação de 4, 8 e 12 dias. A comparação dos resultados com o tratamento controle mostrou que a aplicação de polímero a 0,3% apresentou o maior efeito no crescimento e na produção de matéria seca de Panicum antidotale Retz. O efeito simples dos tratamentos com polímeros, o intervalo de irrigação e a textura do solo na seca A produção de matéria seca, a altura das plantas e a lixiviação de nitrogênio do solo foram significativas neste estudo. Além disso, os efeitos de interação da irrigação × textura do solo na produção de matéria seca e lixiviação de nitrogênio mostraram uma diferença significativa. De modo que a maior quantidade de matéria seca da planta com 7,2 g foi obtida a partir do tratamento médio com polímero no intervalo de irrigação de 4 dias. No tratamento controle sem o polímero, as plantas foram destruídas antes da colheita no intervalo de irrigação de 12 dias. O efeito dos tratamentos na altura de Panicum indicou que a adição de polímero ao solo aumentaria a altura do Panicum além de aumentar a produção de matéria seca. Além disso, o efeito do polímero simples na drenagem da água de irrigação indicou que a taxa de lixiviação de nitrogênio da média de 880 mg N / l no controle diminui para cerca de 550 mg N / I pelo polímero. Portanto, pode-se concluir que a aplicação de polímero não apenas influencia a umidade do solo, mas também afeta o fortalecimento do solo e diminui a lixiviação de nitrogênio, especialmente em solos pobres do deserto