Enhanced Optical Dichroism of Graphene Nanoribbons

The optical conductivity of graphene nanoribbons is analytical and exactly derived. It is shown that the absence of translation invariance along the transverse direction allows considerable intra-band absorption in a narrow frequency window that varies with the ribbon width, and lies in the THz range domain for ribbons 10-100nm wide. In this spectral region the absorption anisotropy can be as high as two orders of magnitude, which renders the medium strongly dichroic, and allows for a very high degree of polarization (up to ~85) with just a single layer of graphene. The effect is resilient to level broadening of the ribbon spectrum potentially induced by disorder. Using a cavity for impedance enhancement, or a stack of few layer nanoribbons, these values can reach almost 100%. This opens a potential prospect of employing graphene ribbon structures as efficient polarizers in the far IR and THz frequencies.Comment: Revised version. 10 pages, 7 figure

Disorder Induced Localized States in Graphene

We consider the electronic structure near vacancies in the half-filled honeycomb lattice. It is shown that vacancies induce the formation of localized states. When particle-hole symmetry is broken, localized states become resonances close to the Fermi level. We also study the problem of a finite density of vacancies, obtaining the electronic density of states, and discussing the issue of electronic localization in these systems. Our results also have relevance for the problem of disorder in d-wave superconductors.Comment: Replaced with published version. 4 pages, 4 figures. Fig. 1 was revise

EXPERIMENTAL MEASUREMENT OF INTERNAL TEMPERATURE OF A TUBE IN COOLING ON A BED OF PASSAGECONTINUOUS UNDER NATURAL CONVECTION

The process behind manufacturing bars and profiles in the steel industry utilizes heating and cooling at controlled rates in order to facilitate changes in their geometries, as well as to obtain desired changes in mechanical steel properties.This work develops an experimental procedure to reproduce the thermal behavior tubes over a cooling bed. In literature the experimental results obtained by Damasceno (2004) do not take into account the temperature measurements of the sidewalls and the floor below the bed and storage temperatures within and outside the shed. These failures compromise the claim to validate the mathematical model of Souza (2015) and therefore new measurements were obtained with room temperatures controlled, order to validate the mathematical model of a cooling bed heat treatment of steel mill Vallourec Tubes, located in Belo Horizonte, Brazil

Hydrogen generation by borohydrides: critical issues for portable applications

High volumetric and gravimetric efficiency are key to potential hydrogen energy carriers. Sodium borohydride emerges as such potentiality and a storage capacity well within DOE targets for 2015. Limitations exist due to the fact that hydrolysis is restricted by available water and due to the lack of low cost re-usable catalysts. An extensive amount of work has been done in our laboratories on Ni and Ru based catalysts, including synthesis and characterization and solutions have been found for durability, stability and reutilization under operating conditions in small volume batch reactors. Results showed that the Langmuir-Hinshelwood model described fairly well the reaction kinetics for all tested temperatures up to 60ºC and up to reactant exhaustion. In this work, issues such as self-hydrolysis, stability of solutions for storage, water management, some aspects of the catalyzed hydrolysis as well as gas conditioning are studied in order to associate a storage solution with sodium borohydride to a low power air breathing cathode PEM fuel cell

Post-cracking behaviour of steel fibre reinforced concrete (RILEM Recommendations)

Recently, RILEM TC 162-TDF Committee has proposed a specimen configuration, test procedures and flexural tensile strength parameters to characterize the post-cracking behaviour of the steel fibre reinforced concrete (SFRC). The approach proposed by RILEM is still yet under discussion, mainly, the ability of the flexural tensile strength parameters to simulate the post-cracking behaviour of the SFRC on the verifications to the ultimate and serviceability limit states. Taking the recommendations of the RILEM, the influence of the fibre content, the concrete age, and the percentage of cement replaced by fly ash on the bending behaviour of the SFRC was analysed in the present work. The influence of the fibre distribution on the fracture surface of the specimens was also considered. The experimental campaign was carried out with a cost competitive SFRC developed for industrial pavements. Bending tests with concrete specimens reinforced with conventional bars and steel fibres were also performed for developing a reinforcement system adjusted for panels of industrial pavements heavily loaded. The results obtained are presented and analysed.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - POCTI/34793/99

Steel fibres for the shear resistance of reinforced concrete beams

Investigação realizada nos últimos anos revela que as fibras de aço podem substituir, pelo menos parcialmente, estribos no reforço ao corte de peças de betão armado. No entanto, tem sido reduzido o uso de fibras de aço com esse fim, dado que as expressões que têm sido propostas são, na sua maioria, suportadas em bases semi-empíricas, desenquadradas dos formatos propostos nos documentos utilizados pelos projectistas. Recentemente a RILEM TC 162-TDF propôs uma formulação baseada no Eurocódigo 2, onde a contribuição das fibras para o reforço ao corte é materializada por intermédio de um termo adicionado aos termos que simulam a contribuição do betão e das armaduras convencionais. No presente trabalho esta formulação é apresentada, bem como algumas expressões que se têm revelado oportunas na estimativa da contribuição das fibras para a resistência ao corte de elementos de betão. Para avaliar o desempenho da formulação proposta pela RILEM foi efectuada uma campanha de ensaios de flexão em vigas. Os resultados apresentados neste trabalho dizem respeito a uma das duas séries que compõem essa campanha.Research carried out in the last years shows that steel fibers have high potential for replacing, at least partially, steel stirrups as a shear reinforcement on concrete elements. The use of steel fibers in this kind of application is, however, reduced. The semi-empirical support of the expressions proposed can be pointed out as the main reason for this state. Recently, RILEM TC-162 TDF proposed a formulation based on the Eurocode 2 where the fiber contribution for the shear resistance is simulated adding a new term to the terms that simulate the contributions of the concrete and steel stirrups. This formulation is described in detail in the present work, and other promising approaches are also presented. To assess the performance of the RILEM formulation, an experimental program composed by two series of bending tests with reinforced concrete beams was carried out. One of these two series is analyzed in the present work

Cross section layer model for flexural design of reinforced concrete elements

No presente trabalho descreve-se um modelo que permite determinar a relação momento-curvatura de uma secção que pode ser constituída por distintos tipos de materiais. A qualidade do desempenho deste modelo depende da capacidade das leis constitutivas implementadas no modelo de simular o comportamento real desses materiais. Por esse motivo, o código computacional foi desenvolvido por forma a ser relativamente simples a implementação de novas leis constitutivas. Este modelo pode ser acoplado a outras ferramentas de cálculo por forma a ser possível traçar a resposta força-flecha de diversos sistemas estruturais. Este programa computacional dispõe de um módulo de préprocessamento de dados por forma a facilitar a interacção entre o utilizador e o modelo de cálculo. O desempenho do modelo é avaliado no presente trabalho.A cross section layer model able of reproducing the moment-curvature relationship of a cross section that can be composed by distinct materials is described in the present work. The model performance depends on capacity of the constitutive laws for fitting the material behavior. The computational code was designed in order to be relatively simple the implementation of new material constitutive laws. This model can be used with other computational tools in order to obtain the force-deflection relationship of several structural systems. To build the data file in a friendly away, a data preprocessor module was developed

Avaliação da adequabilidade das leis propostas pela Rilem para caracterizar o comportamento fendilhado do betão reforçado com fibras de aço

Nos últimos dois anos têm sido efectuados ensaios de flexão, segundo as recomendações do grupo de trabalho TC 162-TDF da RILEM, para caracterizar o comportamento à flexão do betão reforçado com fibras de aço (BRFA). Os resultados obtidos foram utilizados, em conjunto com um modelo numérico desenvolvido, por forma a avaliar o desempenho das leis constitutivas recomendadas pelo referido grupo. Foi dado especial ênfase à modelação do comportamento do BRFA fendilhado, quer por intermédio de lei tensão-extensão (σ-ε), que por meio de lei tensão abertura de fenda (σ-w). A investigação numérica efectuada é descrita e os principais resultados obtidos são apresentados e comentados.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - SFRH/BSAB/291/2002-POCTI, POCTI/34793/99 "Cost competitive steel fibre reinforced concrete for industrial pavements

Betão reforçado com fibras de aço : recomendações normativas, investigação experimental e numérica

A adição de fibras ao betão aumenta significativamente a ductilidade deste, resultando diversos benefícios em termos de propriedades materiais e estruturais. Nos últimos anos a utilização deste compósito de matriz cimentícia tem aumentado significativamente, quer no volume de material aplicado, quer no tipo de aplicações. Recentemente tem havido um esforço de normalização dos ensaios a efectuar para caracterizar os aspectos mais relevantes do comportamento deste compósito, assim como o estabelecimento de parâmetros a serem utilizados na análise e dimensionamento de estruturas em betão reforçado com fibras de aço (BRFA). Neste âmbito tem-se destacado o grupo de trabalho TC162-TDF, nomeado pela RILEM, cujo trabalho realizado nos últimos anos tem dado contributo significativo para o aumento do conhecimento do BRFA, nas vertentes da caracterização experimental, do dimensionamento e da análise numérica. No presente trabalho é descrita a investigação experimental efectuada no âmbito do desenvolvimento de um BRFA de custo competitivo para pavimentos de edifícios industriais. A caracterização experimental foi efectuada segundo as recomendações do TC162-TDF. Em simultâneo foi desenvolvido um código computacional para aferir a qualidade das simulações numéricas obtidas utilizando-se as leis constitutivas propostas pelo referido grupo de trabalho. A investigação numérica realizada é também descrita no presente trabalho, dando-se especial relevo à parte que permitiu definir os parâmetros "óptimos" que caracterizam as leis que modelam o comportamento pós fendilhado do BRFA, quer em termos de tensão-extensão (σ-ε), quer no formato tensão-abertura de fenda σ-w

On-demand hydrogen generation by hydrolysis of sodium borohydride in batch reactors: effect of the buffer pressure

A study was undertaken in order to investigate the potential of hydrogen generation by hydrolysis of sodium borohydride in batch reactors, operating at moderate pressures, in the presence of a reused nickel-ruthenium based catalyst, to feed on-demand a proton exchange membrane fuel cell. The effect of the buffer pressure is explored and hydrogen generation rates are evaluated by changing catalyst amount, operating pressure and successive refuelin