Transport properties of chemically synthesized polypyrrole thin films

The electronic transport in polypyrrole thin films synthesized chemically from the vapor phase is studied as a function of temperature as well as of electric and magnetic fields. We find distinct differences in comparison to the behavior of both polypyrrole films prepared by electrochemical growth as well as of the bulk films obtained from conventional chemical synthesis. For small electric fields F, a transition from Efros-Shklovskii variable range hopping to Arrhenius activated transport is observed at 30 K. High electric fields induce short range hopping. The characteristic hopping distance is found to be proportional to F^(-1/2). The magnetoresistance R(B) is independent of F below a critical magnetic field, above which F counteracts the magnetic field induced localization.Comment: 6 pages, 5 figure

Retention curves and available water capacity in latosols

Water stored in the soil between field capacity and the permanent wilting point, is known as the available water capacity. Its availability to be effectively used by plants depends on the type of soil and its water retention characteristics. The aim of this work was to compile information about water retention curves in Latosols, and to provide a first approximation of values and most likely amplitudes for water storage and available water capacity of these soils. The database was constituted from information collected from articles, theses, dissertations and other publications. Soil water retention curves, as well as available water, were estimated for the order Latosols, and for the suborders Red Latosol (RL), Red-Yellow Latosol (RYL) and Yellow Latosol (YL). RL presented the lowest amplitude of water storage between field capacity and permanent wilting point, resulting in lower available water capacity compared to Yellow and Red-Yellow Latosols. YL presented the highest available water capacity among analyzed soils

A Cellular Automata Model for Citrus Variagated Chlorosis

A cellular automata model is proposed to analyze the progress of Citrus Variegated Chlorosis epidemics in S\~ao Paulo oranges plantation. In this model epidemiological and environmental features, such as motility of sharpshooter vectors which perform L\'evy flights, hydric and nutritional level of plant stress and seasonal climatic effects, are included. The observed epidemics data were quantitatively reproduced by the proposed model varying the parameters controlling vectors motility, plant stress and initial population of diseased plants.Comment: 10 pages, 10 figures, Scheduled tentatively for the issue of: 01Nov0

Deposition of exchange-coupled dinickel complexes on gold substrates utilizing ambidentate mercapto-carboxylato ligands

The chemisorption of magnetically bistable transition metal complexes on planar surfaces has recently attracted increased scientific interest due to its potential application in various fields, including molecular spintronics. In this work, the synthesis of mixed-ligand complexes of the type [NiII2L(L’)](ClO4), where L represents a 24-membered macrocyclic hexaazadithiophenolate ligand and L’ is a ω-mercapto-carboxylato ligand (L’ = HS(CH2)5CO2− (6), HS(CH2)10CO2− (7), or HS(C6H4)2CO2− (8)), and their ability to adsorb on gold surfaces is reported. Besides elemental analysis, IR spectroscopy, electrospray ionization mass spectrometry (ESIMS), UV–vis spectroscopy, and X-ray crystallography (for 6 and 7), the compounds were also studied by temperature-dependent magnetic susceptibility measurements (for 7 and 8) and (broken symmetry) density functional theory (DFT) calculations. An S = 2 ground state is demonstrated by temperature-dependent susceptibility and magnetization measurements, achieved by ferromagnetic coupling between the spins of the Ni(II) ions in 7 (J = +22.3 cm−1) and 8 (J = +20.8 cm−1; H = −2JS1S2). The reactivity of complexes 6–8 is reminiscent of that of pure thiolato ligands, which readily chemisorb on Au surfaces as verified by contact angle, atomic force microscopy (AFM) and spectroscopic ellipsometry measurements. The large [Ni2L] tail groups, however, prevent the packing and self-assembly of the hydrocarbon chains. The smaller film thickness of 7 is attributed to the specific coordination mode of the coligand. Results of preliminary transport measurements utilizing rolled-up devices are also reported

Water-gated phthalocyanine transistors: operation and transduction of the peptide-enzyme interaction

CAPES - COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIORCNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOFAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOThe use of aqueous solutions as the gate medium is an attractive strategy to obtain high charge carrier density (10(12) cm(-2)) and low operational voltages (<1 V) in organic transistors. Additionally, it provides a simple and favorable architecture to couple both ionic and electronic domains in a single device, which is crucial for the development of novel technologies in bioelectronics. Here, we demonstrate the operation of transistors containing copper phthalocyanine (CuPc) thin-films gated with water and discuss the charge dynamics at the CuPc/water interface. Without the need for complex multilayer patterning, or the use of surface treatments, water-gated CuPc transistors exhibited low threshold (100 +/- 20 mV) and working voltages (<1 V) compared to conventional CuPc transistors, along with similar charge carrier mobilities (1.2 +/- 0.2) x 10(-3) cm(2) V-1 s(-1). Several device characteristics such as moderate switching speeds and hysteresis, associated with high capacitances at low frequencies upon bias application (3.4 -12 mu F cm(-2)), indicate the occurrence of interfacial ion doping. Finally, water-gated CuPc OTFTs were employed in the transduction of the biospecific interaction between tripeptide reduced glutathione (GSH) and glutathione S-transferase (GST) enzyme, taking advantage of the device sensitivity and multiparametricity. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.The use of aqueous solutions as the gate medium is an attractive strategy to obtain high charge carrier density (10(12) cm(-2)) and low operational voltages (<1 V) in organic transistors. Additionally, it provides a simple and favorable architecture to couple both ionic and electronic domains in a single device, which is crucial for the development of novel technologies in bioelectronics. Here, we demonstrate the operation of transistors containing copper phthalocyanine (CuPc) thin-films gated with water and discuss the charge dynamics at the CuPc/water interface. Without the need for complex multilayer patterning, or the use of surface treatments, water-gated CuPc transistors exhibited low threshold (100 +/- 20 mV) and working voltages (<1 V) compared to conventional CuPc transistors, along with similar charge carrier mobilities (1.2 +/- 0.2) x 10(-3) cm(2) V-1 s(-1). Several device characteristics such as moderate switching speeds and hysteresis, associated with high capacitances at low frequencies upon bias application (3.4 -12 mu F cm(-2)), indicate the occurrence of interfacial ion doping. Finally, water-gated CuPc OTFTs were employed in the transduction of the biospecific interaction between tripeptide reduced glutathione (GSH) and glutathione S-transferase (GST) enzyme, taking advantage of the device sensitivity and multiparametricity.31217226CAPES - COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIORCNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOFAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOCAPES - COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIORCNPQ - CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICOFAPESP - FUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULOSem informação483550/2013-22013/22127-2The authors acknowledge CAPES, CNPq (Project 483550/2013-2) and FAPESP (Project 2013/22127-2) for financial support, the Laboratory for Surface Science and the Microfabrication Laboratory at CNPEM (Brazil) for the acquisition of AFM images and the production of interdigitated electrodes, respectively. We also acknowledge Prof. Antonio Riul Jr (IFGW, UNICAMP/Brazil) for the fruitful discussion regarding EIS

Sistema irrigado de produção de cana-de-açúcar no Brasil: história, mitos e desafios.

No setor sucroenergético, os termos irrigação e fertirrigação não estão associados ao Sistema Irrigado de Produção, com irrigações ao longo de todo ciclo da cultura, sempre que necessário, mas à prática de distribuir vinhaça e água residuária ou, ainda, ao salvamento aplicação, imediatamente após a colheita, de uma única lâmina de 40 a 60 mm de água pura, ou com algum grau de mistura com vinhaça e água residuária, visando melhor brotação dos canaviais colhidos no período seco. Nas últimas quatro décadas, sobretudo na última, uma grande transição tecnológica ocorreu no setor sucroenergético. Adicionalmente, houve importante transição geográfica, e a produção que se concentrava no bioma Mata Atlântica migrou gradativamente para o Bioma Cerrado. Entre 1975 e 2015, a área colhida de cana-de-açúcar no Cerrado aumentou de 490 mil hectares para cerca de 5 milhões de hectares, ou seja, de 25% para 49% (BOLFE , 2020). Em 2017, mais da metade da produção sucroenergética já estava no Cerrado. Apesar das vantagens que impulsionaram a cana-de-açúcar para o Cerrado, a concentração do período chuvoso em poucos meses e a baixa capacidade de retenção de água de seus solos implicam em baixa chuva efetiva e reduções da evapotranspiração frequentemente superiores a 50% do potencial. As crises hídrica e econômica da última década levaram à falência dezenas de usinas e, dentre as que sobreviveram, acelera-se o interesse e investimentos em sistema irrigado de produção. Apesar disso, o sistema irrigado de produção de cana-de-açúcar ainda não ocupa área expressiva no setor sucroenergético brasileiro. Do universo de quase 400 usinas e destilarias operando no país, menos de 2% possuem alguma fração expressiva e, menos de 1% possuem a maior fração de seus canaviais sob sistema irrigado de produção. No entanto, a acentuação dos efeitos negativos das secas, cada vez mais frequentes e mais severas tem gerado uma grande onda de interesse no sistema irrigado de produção. São inúmeras as vantagens técnicas, sociais, financeiras e ambientais da verticalização promovida pelo sistema irrigado de produção de cana-de-açúcar. E não há, por enquanto, nenhum outro novo sistema de produção ou manejo agronômico que possa trazer, em curto e médio prazo, impactos tão substanciais na lucratividade, competitividade e sustentabilidade do setor sucroenergético brasileiro. Por essas razões cresce o consenso de que o sistema irrigado de produção de cana-de-açúcar será, muito em breve, a nova realidade brasileira, ocupando grande fração da área produtiva. Para acelerar o ganho de escala do sistema irrigado de produção no país, duas frentes precisam ser trabalhadas. A primeira diz respeito à desconstrução de alguns mitos e, a segunda, ao avanço da inovação tecnológica para o estabelecimento de premissas e protocolos cada vez mais sólidos para assegurar ganhos de sustentabilidade econômica, social e ambiental para o setor sucroenergético.bitstream/item/228663/1/Buffon-Cap.-25.pd

Sistema irrigado de produção de cana-de-açúcar no Brasil: métodos, recomendações e resposta produtiva.

Diversos tipos de equipamento de irrigação são empregados no setor sucroenergético. O carretel enrolador, autopropelido, é o mais utilizado e indicado para aplicação de vinhaça, água residuária e salvamento. Mas, como o custo operacional por milímetro aplicado pode ser mais de dez vezes superior ao do pivô ou gotejamento, ele não é indicado para sistema irrigado de produção. Os pivôs são amplamente utilizados para produção irrigada em grandes áreas. Enquanto o pivô central fixo é recomendado para suprimento de lâminas maiores em uma mesma área, o pivô central rebocável e linear são recomendados para ampliar a área coberta com um único equipamento, mas em detrimento da redução de lâmina aplicada em cada área, em estratégias de irrigação deficitária com atendimento inferior a 30% da demanda hídrica da cana-de-açúcar, ou em projetos com lâmina bruta inferior a 3 mm dia-1. Pivôs centrais fixos são recomendados para estratégias de irrigação deficitária com atendimento de 30 a 60% da demanda hídrica da cana-de-açúcar, ou em projetos com lâmina bruta entre 3 e 5 mm dia-1. O gotejamento subsuperficial é o sistema com maiores eficiências de aplicação e de produtividade da água, e facilita as práticas de fertirrigação e quimigação. É recomendado para cobrir grandes áreas, com máximo aproveitamento de terra, máxima verticalização de TAH em estratégias de irrigação deficitária, e para atendimento superior a 50% da demanda hídrica da cana-de-açúcar, ou em projetos com lâmina bruta superior a 5 mm dia-1. A magnitude e distribuição da demanda hídrica e de irrigação da cana-de-açúcar é influenciada pelo padrão de clima e precipitação da localidade, e por variações intra- e interanuais desse padrão, inclusive causados pelas mudanças climáticas globais. Também influenciam os aspectos genéticos e fisiológicos de cada variedade, a fase fenológica, a capacidade de armazenamento de água do solo, a época de plantio e colheita, além das práticas agronômicas. Na média, precisa-se de 100 mm de ETr para produzir de 5 a 15 toneladas de colmo, com produtividade da água entre 100 e 150 kg mm-1, a depender da variedade, ambiente de produção e manejo agronômico. Em cenário de 650 mm de ETr, típico do Cerrado, para se produzir um TCH maior que a faixa de 65-95 toneladas, precisa-se adicionar água via irrigação, e aproveitar melhor a ETc que a baixa Pef não permitiu converter em ETr. No Cerrado, estratégias de irrigação deficitária para elevar em 40% o TAH e em quase 100% a longevidade do canavial demandam aplicação de 300 a 1.000 mm em 12 meses de cultivo. A maioria dos insucessos de principiantes no sistema irrigado de produção de cana-de-açúcar deve-se a dois aspectos: (i) não ajustar as práticas agronômicas, simplesmente replicando as práticas de sequeiro e adicionado água, e (ii) falhas no manejo de irrigação. Uma análise detalhada dos métodos e parâmetros de manejo disponíveis na literatura mundial e brasileira é realizada nesse capítulo. Recomenda-se o manejo da irrigação de cana-de-açúcar pelo método combinado, que adota o método via clima como base, mas conjuga a umidade do solo e sensoriamento da planta como camadas adicionais de informação e aferição. O capítulo ainda recomenda parâmetros customizados para o método combinado nas áreas de produção moderna do Cerrado, além de compartilhar dicas e informações para escolher as melhores estratégias de manejo e maturação ( ), fruto de informações da literatura brasileira e mundial, 564 Capítulo 26. Sistema irrigado de produção de cana-de-açúcar no Brasil: métodos, recomendações e resposta produtiva Diferentes abordagens sobre agricultura irrigada no Brasil: Cultura. além da experimentação e experiência acumuladas nos últimos 10 anos. Uma ampla revisão de respostas produtivas da cana-de-açúcar à adoção do sistema irrigado é apresentada. Pela primeira vez, apresenta-se os resultados recém compilados de experimento de longa duração realizada pela Embrapa Cerrados, que apresentou média acumulada de 8 cortes e 12 variedades de 162 para TCH e 138 para ATR. A evolução do domínio da estratégia de drying-off possibilitou atingir valores de ATR na área irrigada no mínimo iguais, mas frequentemente superiores às áreas de sequeiro, com ganhos adicionais acima de 10 toneladas de açúcar por hectare, por ano. Com exceção da estratégia de atendimento de 100% da irrigação total necessária, todas estratégias de irrigação deficitária resultaram em ganhos de produtividade da água, com variedades mais responsivas auferindo ganhos superiores a 50%. Para o Cerrado, a estratégia de reposição de 75% da irrigação total necessária resulta no melhor equilíbrio entre potencial produtivo e sustentabilidade do uso da água. Por isso, recomenda-se exclusivamente a adoção de estratégias de irrigação deficitária. Em nenhuma hipótese recomenda-se reposição de 100% da demanda hídrica da cultura. Finalmente, o capítulo aborda aspectos para execução racional de um plano de investimento em sistema irrigado de produção sustentável, inclusive abordando aspectos não convencionais, mas fundamentais para uma análise de viabilidade mais ampla, coerente, e mais aderente com os resultados de fato atingíveis.bitstream/item/228665/1/Bufon-Cap.-26.pd

Long-range coherent tunneling in physisorbed molecular ensembles

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPESCONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESPThe charge transport in molecular systems is governed by a series of carrier-molecule quantum interactions, which result in a broad set of chemical and physical phenomena. The precise control of such phenomena is one of the main challenges toward the development of novel device concepts. In molecular systems, direct tunneling across 1-10 nm barriers and activated hopping over longer distances have been described as the main charge transport mechanisms. The continuous transition from one mechanism to the other, by increasing the transport distance, has mainly been reported for molecular chains covalently bonded to the electrodes. In elementary molecular junctions, like those formed by physisorbed organic semiconductor thin films, such transition remains unclear. Here, we report the first experimental evidence for sequential, long-range coherent tunneling across physisorbed ensembles by investigating the charge transport in copper phthalocyanine layers (5-60 nm thick films). Like observed for chemisorbed molecules, our junction exhibits a gradual transition from coherent tunneling to activated transport in the 10-22 nm thickness range. The present work contributes to connect the quantum transport to diffusive-related phenomena in such an elementary organic system.121311667316681COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPESCONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESPCOORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPESCONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESPSem informação483550/2013-22014/25979-2The authors acknowledge CAPES, CNPq (Project 483550/2013-2), and FAPESP (Project 2014/25979-2) for the financial support. We thank Erico Teixeira-Neto (CNPEM-Brazil) for the acquisition of SEM images and Evandro M. Lanzoni and Christoph Deneke (CNPEM-Brazil) for the support with the AFM measurements

Hybrid organic/inorganic interfaces as reversible label-free platform for direct monitoring of biochemical interactions

COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPESCONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESPThe combination of organic and inorganic materials to create hybrid nanostructures is an effective approach to develop label-free platforms for biosensing as well as to overcome eventual leakage current related problems in capacitive sensors operating in liquid. In this work, we combine an ultra-thin high-k dielectric layer (Al2O3) with a nanostructured organic functional tail to create a platform capable of monitoring biospecific interactions directly in liquid at very low analyte concentrations. As a proof of concept, a reversible label-free glutathione-S-transferase (GST) biosensor is demonstrated. The sensor can quantify the GST enzyme concentration through its biospecific interaction with tripeptide reduced glutathione (GSH) bioreceptor directly immobilized on the dielectric surface. The enzymatic reaction is monitored by electrical impedance measurements, evaluating variations on the overall capacitance values according to the GST concentration. The biosensor surface can be easily regenerated, allowing the detection of GST with the very same device. The biosensor shows a linear response in the range of 200 mu mol L-1 to 2 mu mol L-1, the largest reported in the literature along with the lowest detectable GST concentration (200 mu mol L-1) for GST label-free sensors. Such a nanostructured hybrid organic-inorganic system represents a powerful tool for the monitoring of biochemical reactions, such as protein-protein interactions, for biosensing and biotechnological applications. (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.The combination of organic and inorganic materials to create hybrid nanostructures is an effective approach to develop label-free platforms for biosensing as well as to overcome eventual leakage current related problems in capacitive sensors operating in liquid. In this work, we combine an ultra-thin high-k dielectric layer (Al2O3) with a nanostructured organic functional tail to create a platform capable of monitoring biospecific interactions directly in liquid at very low analyte concentrations. As a proof of concept, a reversible label-free glutathione-S-transferase (GST) biosensor is demonstrated. The sensor can quantify the GST enzyme concentration through its biospecific interaction with tripeptide reduced glutathione (GSH) bioreceptor directly immobilized on the dielectric surface. The enzymatic reaction is monitored by electrical impedance measurements, evaluating variations on the overall capacitance values according to the GST concentration. The biosensor surface can be easily regenerated, allowing the detection of GST with the very same device. The biosensor shows a linear response in the range of 200 mu mol L-1 to 2 mu mol L-1, the largest reported in the literature along with the lowest detectable GST concentration (200 mu mol L-1) for GST label-free sensors. Such a nanostructured hybrid organic-inorganic system represents a powerful tool for the monitoring of biochemical reactions, such as protein-protein interactions, for biosensing and biotechnological applications.87209215COORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPESCONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESPCOORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DE PESSOAL DE NÍVEL SUPERIOR - CAPESCONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO - CNPQFUNDAÇÃO DE AMPARO À PESQUISA DO ESTADO DE SÃO PAULO - FAPESPSem informação483550/2013-22013/22127-22014/25979-