Inspecção de componentes microfabricados com células bacterianas: simulação, instrumentação e validação experimental

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia MecânicaDesenvolvimentos recentes demonstraram que a utilização de células bacterianas constitui uma técnica de Ensaios Não Destrutivos viável para a identificação de micro defeitos superficiais, com dimensões inferiores a 10 mícron, em alguns materiais de engenharia. Contudo, os desenvolvimentos são sobretudo de carácter experimental, qualitativo e restritos a poucos materiais, não sendo possível relacionar convenientemente os resultados com os parâmetros dos ensaios, nem explicar as causas desses resultados ou prever os efeitos de parâmetros ainda não testados. O objectivo deste trabalho é alargar a técnica a um leque mais abrangente de materiais, desenvolver equipamento dedicado complementar ao existente, instrumentar os equipamentos utilizados, e estabelecer as bases para um modelo da mobilidade das bactérias durante a fase de penetração. Foram utilizadas três estirpes de bactérias em provetes com defeitos artificiais em dez materiais de engenharia, e também em componentes microfabricados com defeitos reais. Foram produzidos e testados dois equipamentos para aplicação de campos magnéticos triaxiais com ímanes permanentes e com solenóides. Procedeu-se à instrumentação de equipamentos para medir a intensidade dos campos magnéticos em função dos parâmetros de inspecção. Estabeleceu-se um modelo analítico expedito, baseado na vibração forçada amortecida, para descrever e prever a dinâmica das bactérias em meio aquoso sujeitas a forças eléctricas ou magnéticas harmónicas. Foi realizada uma simulação numérica caracterizar os campos eléctricos e magnéticos nas condições de ensaio. Os resultados experimentais mostraram que é possível identificar defeitos artificiais com profundidades de 1,2 μm, 3,2 μm, 2,0 μm e 1,8 μm em AISI 304L, AA1100, cobre, e Ti6Al4V, respectivamente. As imagens de microscópio electrónico de varrimento evidenciaram a presença de bactérias no interior de defeitos com 5 μm nos provetes microfabricados. Os resultados da simulação numérica foram coerentes com a experimentação. Em suma, os diversos resultados permitiram aprofundar o conhecimento processual e fenomenológico da técnica de END baseada em células bacterianas.Fundação para a Ciência e a Tecnologia - projecto I&D MicroBac (PTDC/EME – TME/ 118678/ 2010

Using biotechnology to solve engineering problems Non-destructive testing of microfabrication components

Fundacao para a Ciencia e a Tecnologia, I.P. (FCT), Portugal, for financial support under program "Investigador FCT 2013" (IF/01203/2013/CP1163/CT0002) and UID/BIO/04565/2013. TS and RM acknowledge FCT for PEst-OE/EME/UI0667/2014 and UID/EMS/00667/2013. The study was also partially supported by project PTDC/EME-TME/118678/2010.In an increasingly miniaturised technological world, non-destructive testing (NDT) methodologies able to detect defects at the micro scale are necessary to prevent failures. Although several existing methods allow the detection of defects at that scale, their application may be hindered by the small size of the samples to examine. In this study, the application of bacterial cells to help the detection of fissures, cracks, and voids on the surface of metals is proposed. The application of magnetic and electric fields after deposition of the cells ensured the distribution of the cells over the entire surfaces and helped the penetration of the cells inside the defects. The use of fluorophores to stain the cells allowed their visualisation and the identification of the defects. Furthermore, the size and zeta potential of the cells and their production of siderophores and biosurfactants could be influenced to detect smaller defects. Micro and nano surface defects made in aluminium, steel, and copper alloys could be readily identified by two Staphylococcus strains and Rhodococcus erythropolis cells.publishersversionpublishe

Embedded fiber sensors to monitor temperature and strain of polymeric parts fabricated by additive manufacturing and reinforced with NiTi wires

POCI-01-0145-FEDER-016414 (FIBR3D) BI/UI96/6642/2018 BI/UI96/6643/2018 PD/BD/128265/2016 UID/CTM/50025/2019 UIDB/00667/2020 FCT-SFRH/BD/146885/2019 UIDB/50025/2020 UIDP/50025/2020This paper focuses on three main issues regarding Material Extrusion (MEX) Additive Manufacturing (AM) of thermoplastic composites reinforced by pre-functionalized continuous Nickel–Titanium (NiTi) wires: (i) Evaluation of the effect of the MEX process on the properties of the pre-functionalized NiTi, (ii) evaluation of the mechanical and thermal behavior of the composite material during usage, (iii) the inspection of the parts by Non-Destructive Testing (NDT). For this purpose, an optical fiber sensing network, based on fiber Bragg grating and a cascaded optical fiber sensor, was successfully embedded during the 3D printing of a polylactic acid (PLA) matrix reinforced by NiTi wires. Thermal and mechanical perturbations were successfully registered as a consequence of thermal and mechanical stimuli. During a heating/cooling cycle, a maximum contraction of ≈100 µm was detected by the cascaded sensor in the PLA material at the end of the heating step (induced by Joule effect) of NiTi wires and a thermal perturbation associated with the structural transformation of austenite to R-phase was observed during the natural cooling step, near 33.0◦ C. Regarding tensile cycling tests, higher increases in temperature arose when the applied force ranged between 0.7 and 1.1 kN, reaching a maximum temperature variation of 9.5 ± 0.1◦ C. During the unload step, a slope change in the temperature behavior was detected, which is associated with the material transformation of the NiTi wire (martensite to austenite). The embedded optical sensing methodology presented here proved to be an effective and precise tool to identify structural transformations regarding the specific application as a Non-Destructive Testing for AM.publishersversionpublishe

Particles’ distribution enhancing in aluminum-based composites produced by upward friction stir processing

Funding Information: Open access funding provided by FCT|FCCN (b-on). CV and TGS acknowledge Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT-MCTES) for its financial support via projects UIDB/00667/2020 and UIDP/00667/2020 (UNIDEMI). PMF also acknowledges FCT-MCTES for its financial support via the PhD scholarship UI/BD/151055/2021. PLI would like to acknowledge FCT-MCTES for its financial support via the PhD scholarship FCT-SFRH /BD/146885/2019. RJCS acknowledges national funds from FCT-MCTES, in the scope of the project UIDB/50025/2020–2023 of the CENIMAT/i3N. Publisher Copyright: © 2023, The Author(s).A new variant of friction stir processing named upward friction stir processing (UFSP) is a promising approach to control particles’ distribution and promote a more uniform distribution over a larger processed area. This variant involves using two sheets with functional particles between them to produce metallic composites. A spacer is used to ensure the desired quantity and uniform distribution of the particles and prevent sputtering. This technique promotes an upward flow to introduce more particles with a uniform distribution in the processed volume, avoiding discrete holes or grooves. This study involved enhancing the particles’ distribution by varying process parameters. The resulting trial with the best particles’ distribution was characterized by means of light microscopy, eddy current testing, microhardness mapping, scanning electron microscopy, and energy-dispersive X-ray spectroscopy. The study revealed that UFSP can improve the particles’ distribution in the stir zone of metallic composites, especially when multi-passes are performed towards the retreating side of the plates. The process parameters that produced an improvement in particles’ distribution were six passes with an offset of 1 mm towards the retreating side, the tool rotation and processing speed of 900 rev/min, and 180 mm/min, respectively, and a spacer’s thickness of 0.5 mm. The resulting hardness and electrical conductivity profiles show that the UFSP technique can significantly affect material’s properties, including mechanical strength, particularly when processing with tool offset towards the retreating side. Furthermore, the hardness increased by about 22% in composites produced with the addition of reinforcement particles. However, for some aluminum alloys, the properties decreased under such conditions. These findings highlight the potential of UFSP for producing functionalized materials with tailored properties, while also underscoring the importance of careful parameters selection to optimize the material´s performance. Graphical Abstract: [Figure not available: see fulltext.].publishersversioninpres

Revisão dos registros da andorinha-do-rio Tachycineta albiventer (Aves: Hirundinidae) para a Região Metropolitana de São Paulo, sudeste do Brasil

A família Hirundinidae apresenta uma ampla distribuição ao redor do mundo, com táxons exclusivos de algumas regiões, como a andorinha-do-rio (Tachycineta alviventer), endêmica da América do Sul e Caribe. Essa espécie ocorre em todo o Brasil, incluindo o estado de São Paulo, mas sua presença na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), onde se encontra a maior área urbana da América do Sul, ainda não foi detectada. Com base neste cenário, apresentamos uma revisão dos registros históricos e a primeira detecção de campo documentada dessa espécie para a RMSP. Foram consultados dados da literatura, museus de história natural e plataformas ornitológicas online, sendo possível obter apenas seis registros históricos, produzidos entre 1999 e 2015. O registro documentado de campo foi feito em junho de 2021, no Parque Ecológico do Tietê, na área urbana da cidade de São Paulo. O baixo número de registros de T. albiventer para a RMSP (7) mostram se tratar de uma espécie incomum, que vem utilizando reservatórios hídricos artificiais ocasionalmente nos últimos 22 anos. Essa presença ocasional pode estar relacionada a ausência de rios de médio e grande porte na RMSP e no seu entorno direto, sendo um comportamento diferente de outras espécies de andorinhas que ocupam o mesmo tipo de habitat. Essa questão merece uma investigação mais ampla e os ambientes úmidos da Região Metropolitana de São Paulo precisam de uma proteção legal emergencial, pois apresentam uma alta riqueza de espécies de aves

Barodontalgia: Uma revisão abrangente das causas, prevenções e tratamentos

INTRODUÇÃO: Barodontalgia é a exacerbação de uma condição oral subclínica pré-existente, caracterizada por dor intensa, aguda e localizada, quando o paciente é submetido a alterações da pressão atmosférica. Essas mudanças podem ocorrer durante voos, mergulhos ou em câmaras hiperbáricas. O objetivo deste trabalho é dissertar sobre o papel do cirurgião-dentista frente ao tratamento e diagnóstico da barodontalgia. METODOLOGIA: Trata-se de uma revisão de literatura integrativa. Foram utilizados 07 artigos publicados nas bases de dados PubMed e LILACS, utilizando os descritores “pressão atmosférica”, “barodontalgia”, “dor no dente” e “odontologia” e suas respectivas traduções para a língua inglesa e espanhola. Os critérios de inclusão foram artigos em língua inglesa, portuguesa e espanhola, publicados nos últimos 10 anos. Os critérios de exclusão foram teses, dissertações, trabalhos de conclusão de curso e anais. RESULTADO E DISCUSSÃO: A prevenção da barodontalgia envolve uma avaliação cuidadosa da saúde bucal antes de atividades que envolvam variações de pressão. Presença de cáries, restaurações insatisfatórias, dentes com indicação de exodontia e indicação de tratamento endodôntico podem desencadear eventos de barodontalgia. O diagnóstico preciso da barodontalgia é fundamental para identificar a causa subjacente da dor e exige relato da história clínica detalhada associada a exames radiográficos. O tratamento preventivo inclui avaliações periódicas, tratamento restaurador de dentes cariados, remoção de restaurações insatisfatórias e eliminação das causas da inflamação dentária de um modo geral. O cirurgião-dentista deve orientar o paciente em relação ao tempo que deve esperar antes de ser submetido à alteração de pressão após procedimentos odontológicos. CONCLUSÃO: O cirurgião-dentista deve conhecer as causas e o manejo de pacientes com barodontalgia, bem como estar preparado para o uso de medidas preventivas e curativas, a fim de reduzir a incidência e a gravidade desta condição

Overview and Development of the Child Health and Mortality Prevention Surveillance Determination of Cause of Death (DeCoDe) Process and DeCoDe Diagnosis Standards

Mortality surveillance and cause of death data are instrumental in improving health, identifying diseases and conditions that cause a high burden of preventable deaths, and allocating resources to prevent these deaths. The Child Health and Mortality Prevention Surveillance (CHAMPS) network uses a standardized process to define, assign, and code causes of stillbirth and child death (<5 years of age) across the CHAMPS network. A Determination of Cause of Death (DeCoDe) panel composed of experts from a local CHAMPS site analyzes all available individual information, including laboratory, histopathology, abstracted clinical records, and verbal autopsy findings for each case and, if applicable, also for the mother. Using this information, the site panel ascertains the underlying cause (event that precipitated the fatal sequence of events) and other antecedent, immediate, and maternal causes of death in accordance with the International Classification of Diseases, Tenth Revision and the World Health Organization death certificate. Development and use of the CHAMPS diagnosis standards—a framework of required evidence to support cause of death determination—assures a homogenized procedure leading to a more consistent interpretation of complex data across the CHAMPS network. This and other standardizations ensures future comparability with other sources of mortality data produced externally to this project. Early lessons learned from implementation of DeCoDe in 5 CHAMPS sites in sub-Saharan Africa and Bangladesh have been incorporated into the DeCoDe process, and the implementation of DeCoDe has the potential to spur health systems improvements and local public health action

Assistência de enfermagem ao curativo à vácuo de uma paciente com Erisipela Bolhosa: relato de experiência / Nursing assistance to the vacuum dressing of a patient with Erysipelas Bolhosa: experience report

A erisipela é uma infecção cutânea aguda, é uma patologia frequente na prática clínica, com incidência de 10 a 100 casos por 100.000 habitantes/ano, sendo mais prevalente no sexo feminino e afeta adultos entre os 40 e 60 anos, com predomínio nos membros inferiores, o quadro clínico da erisipela tem o inicio súbito de febre, placa eritematosa, edematosa, quente e dolorosa, com limites bem definidos é geralmente localizados em membro inferior. O artigo trata-se de um estudo descritivo tipo relato de experiência, onde uma paciente internada em um hospital particular devido erisipela bulhosa, e foi submetida a curativo a vácuo, porém ainda estava com sangramento e esfacelo, com isto solicitado curativo a vácuo. Portanto, conclui-se que  a experiência vivenciada foi de grande valia e proveitoso, para as discentes, no que se refere o aprofundamento da prática eficiente do curativo a vácuo quando comparado aos tratamentos convencionais, pode-se concluir que os curativos com pressão negativa têm recomendações bem estabelecidas para o tratamento de feridas com características variadas, sendo que podem apresentar redução no tempo de cicatrização de feridas, maior conforto para o paciente e raras complicações.  

Mortality Surveillance Methods to Identify and Characterize Deaths in Child Health and Mortality Prevention Surveillance Network Sites

Despite reductions over the past 2 decades, childhood mortality remains high in low- and middle-income countries in sub-Saharan Africa and South Asia. In these settings, children often die at home, without contact with the health system, and are neither accounted for, nor attributed with a cause of death. In addition, when cause of death determinations occur, they often use nonspecific methods. Consequently, findings from models currently utilized to build national and global estimates of causes of death are associated with substantial uncertainty. Higher-quality data would enable stakeholders to effectively target interventions for the leading causes of childhood mortality, a critical component to achieving the Sustainable Development Goals by eliminating preventable perinatal and childhood deaths. The Child Health and Mortality Prevention Surveillance (CHAMPS) Network tracks the causes of under-5 mortality and stillbirths at sites in sub-Saharan Africa and South Asia through comprehensive mortality surveillance, utilizing minimally invasive tissue sampling (MITS), postmortem laboratory and pathology testing, verbal autopsy, and clinical and demographic data. CHAMPS sites have established facility- and community-based mortality notification systems, which aim to report potentially eligible deaths, defined as under-5 deaths and stillbirths within a defined catchment area, within 24-36 hours so that MITS can be conducted quickly after death. Where MITS has been conducted, a final cause of death is determined by an expert review panel. Data on cause of death will be provided to local, national, and global stakeholders to inform strategies to reduce perinatal and childhood mortality in sub-Saharan Africa and South Asia