A combined experimental/analytical approach for an efficient evaluation of stiffness and characteristic curves of fiber reinforced plastic volute springs is presented in this work. Before performing the analysis mentioned in previous lines, in the early chapters, it can find the most common types of fibers, resins (matrices) and manufacturing processes used to produce composite laminates been briefly described. It also describes the analytical approaches that currently exist to determine the elastic constants of composites such as the longitudinal and transversal modulus, Poisson’s ratios and shear moduli; it also describes the improved and semi-empirical formulas to calculate the effective shear moduli and the transversal modulus. At the end of the chapter, some manufacturing methods of fiber reinforced plastic springs are described. Since fiber reinforced plastic volute springs are novel products, the fourth chapter presents and describes basic considerations that it must be taken into account when selecting material (fibers, resins, and additives) to manufacture these springs. At the end of the chapter, a method to produce volute springs is presented. The fifth chapter presents the elastic constant calculations for laminates used to manufacture volute springs. An experimental/analytical method has also been performed to determine in-plane and out-of-plane shear moduli since these material constants are of greater importance in the rate spring calculation hence any crosssection of these springs shows the major load being torsional. On the one hand the analytical method to calculate these shear moduli is based on Sumsion’s guidelines that use the theory developed by Lekhnitskii for anisotropic materials; on the other hand, it has been done torsion test of rectangular bars, which were manufactured using vacuum infusion method, to obtain shear moduli experimentally. Finally, calculated values of shear moduli are used to determine stiffness and characteristic curves of volute springs in an analytical and experimental method. It is proposed to use the in-plane shear modulus in the classical calculation method for steel volute springs and to compare results obtained with compression test results carried out on fiber reinforced plastic volute springs. Consistent results are achieved by performing this combined analytical and experimental method concluding that the best behavior of fiber reinforced plastic volute springs is when fibers have an orientation of +/ 45° concerning the main axis of the laminate. / Tesis

Los procesos más eficientes de remoción de arsénico remueven en mayor cantidad el arsénico en forma de arseniato (As(V)) en comparación al arsenito (As(III)), debido a ello, el tratamiento de remoción de arsénico debe incluir una etapa de pre oxidación para convertir el arsenito en arseniato. Es por ello que en la presente tesis, se desarrolla y evalúa un electrodo de fieltro de grafito modificado con óxido de manganeso-cobalto para así aplicarlo en la oxidación de arsénico (III) a arsénico (V) en sistemas acuosos. La preparación de los electrodos se realiza mediante electrodeposición anódica evaluando parámetros como la relación molar Mn/Co, pH, potencial y tiempo de deposición. Se determinó que los parámetros de deposición más favorables para la oxidación de arsénico (III) a arsénico (V) son a 60 min, pH=3, 1,5 V y relación molar de Mn/Co de 5:1. El electrodo modificado es caracterizado mediante voltametría cíclica, espectrofotometría UV-visible por reflectancia difusa, microscopia electrónica de barrido, difracción de rayos X y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier de reflectancia total atenuada. En la evaluación de las condiciones experimentales (pH y potencial de trabajo) para favorecer la oxidación del As(III) a As(V) se determinó que en medios de pH ácidos se favorece la oxidación del As(III) y se encontró menores tiempos de oxidación del As(III) a potenciales de trabajo de 2,5 V. Además, el fieltro de grafito modificado con óxidos mixtos de Mn-Co mostró una mayor efectividad en la oxidación del As(III) a As(V) respecto al fieltro de grafito modificado solo con óxidos de manganeso. / Tesis

Wissenschaftliche Arbeiten zeigen einen Zusammenhang zwischen der Eigenfrequenz des Spinnennetzes, dessen Geometrie, dem Eigengewicht der Netzspinne und der äquivalenten Vorspannung. Hypothese dieser Masterarbeit ist, dass die Eigenfrequenz von Spinnennetzen konstant ist. Die vorliegende Masterarbeit zeigt jedoch, dass dies nur bedingt richtig ist. Wir belegen dies mit unseren Experimenten mit verschiedenen Individuen der Spinnenart Argiope Argentata durch Ermittlung derer Eigengewichte und der Eigenfrequenzen der erbauten Spinnennetze. Unsere Daten zeigen, dass die Webnetzspinne die Netzvorspannung nicht proportional zu ihrem Eigengewicht erhöht, so dass die Eigenfrequenz für verschiedene Netze nicht konstant bleibt. Es wird das Vorhandensein eines Eigenfrequenzbereichs vermutet, da ihr Gewicht und ihre Möglichkeiten zur Vorspannung in einem bestimmten Bereich liegen. Eigenfrequenzen von Spinnennetzen werden mit dem in dieser Arbeit erweiterten Schwingungsmodell und auf Basis verö entlichter Arbeiten berechnet. / Previous theoretical work links the natural frequency of a spiderweb to its geometry, the spider's weight, and the equivalent preloaded tension. A common assumption is that the natural frequency of spiderwebs created by a spider species is constant. However, our study proves that this is not necessarily true. More speci cally, there exists a range of natural frequency for spiderwebs from the same species, as the spider's weight, the geometry and the preloaded tension of a spider's type have a range. We conduct our experiments with di erent ArgiopeArgentata spiders by collecting the spiders' weight and the natural frequency of the webs. Our empirical data show that as the web spider weight increases, the preloaded tension does not increase proportionally and thus, the natural frequency does not remain constant for di erent webs. Natural frequencies are calculated with our adjusted model and published theoretical work. / Tesis

As células a combustível do tipo PEMFC necessitam de alta durabilidade, eficiência e custo baixo de produção para que tenham aplicação prática. Um dos componentes da célula denominado MEA (Membrane Electrode Assembly) é composto por uma membrana trocadora de prótons e por camadas de difusão gasosa (CDG) que devem ser altamente condutores, porosos e hidrofóbicos. CDGs com alta hidrofobicidade são geralmente preparadas com revestimentos à base de Nafion® e PTFE (politetrafluoretileno) sobre a superfície do substrato (polímero reforçado com fibra/papel de carbono). No entanto, alguns estudos têm demonstrado que o desempenho das CDG’s tende a diminuir com o aumento de PTFE na superfície. O presente trabalho apresenta um método de tratamento superficial através de modificação assistida por radiação UV na presença do agente hidrofóbico Trimetóxipropilsilano (TMPSi). Foram realizadas modificações superficiais inserindo grupos hidrofóbicos na superfície da CDG por meio da imersão da mesma em H2O2 10% por 2 minutos, seguida da irradiação (254 nm) na presença de TMPSi por 60 e 120 min. Aplicou-se também um tratamento térmico a 80 °C por 120 minutos após a irradiação. As amostras foram caracterizadas quanto à molhabilidade por monitoramento do ângulo de contato (WCA - water contact angle), que evidenciou um aumento de aproximadamente 30° no WCA para as amostras. Análises de FTIR-ATR evidenciaram a evolução das ligações químicas realizadas na superfície do polímero e medidas de condutividade elétrica mostraram que houve um decréscimo menor com o tratamento superficial por foto-funcionalização hidrofóbica do que com os tratamentos a base de PTFE. Os resultados evidenciaram a eficiência do tratamento proposto para a produção de CDGs hidrofóbicas em alternativa aos tratamentos convencionais com PTFE e a um custo reduzido. / The PEMFC type fuel cell requires high durability, efficiency and low production cost to achieve wide-spread practical application. One of the components of the cell, called MEA (Membrane Electrode Assembly), comprises a proton exchange membrane and gas diffusion electrodes (GDL) that must be highly conductive, porous and hydrophobic. The highly hydrophobic GDL are usually prepared with coatings based on PTFE (polytetrafluoroethylene) on the surface of the substrate (fiber reinforced polymer/carbon paper), even though some studies have shown that the performance of CDG's tends to decrease with increasing PTFE surface. This work focuses on a surface treatment method assisted by UV radiation in the presence of a hydrophobic agent (trimetoxipropylsilane - TMPSi). Surface modifications were carried out by inserting hydrophobic groups on the surface of CDG by its immersion on 10% H2O2 solution for 2 min, followed by irradiation (254 nm) in the presence of TMPSi for 60 and 120 min. A heat treatment, 80 °C for 120 min, was also applied after irradiation. The samples were characterized, among others, by WCA (water contact angle) which showed an increase of nearly 30°, whereas FTIR-ATR showed change in chemical bonds on the polymer surface. Conductivity measurements showed higher values with the hydrophobic photo-functionalization surface treatment than the treatments based on PTFE. The results evidenced the effectiveness of the proposed treatment for the production of hydrophobic CDGs as an alternative to conventional PTFE treatments and at low cost.

Estágio realizado na CeNTI - Centro de Nanotecnologia e Materiais Técnicos, Funcionais e Inteligentes e orientado pelo Doutora Carla Joana da Silva / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

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Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciencias Agrarias / Made available in DSpace on 2012-10-16T22:59:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Foi avaliado o efeito da fração fibra (lignina e pectina) e fonte de fibra (Fibraxx) em dietas ricas ou isentas de colesterol sobre os níveis séricos de colesterol, HDL-colesterol e Triacilglicerois de ratos albinos. Foram utilizados 11 tipos de rações: comercial (tempo zero), 4 grupos controles (sem fibra ou com 5g% de celulose, com ou sem a adição de 1g% de colesterol) e 6 grupos testes (com 5g% de lignina, de pectina ou de 10g% de Fibraxx, com ou sem a adição de 1g% de colesterol). O experimento foi realizado durante 42 dias, utilizando 77 ratos. Ao final desse período, os ratos foram anestesiados e coletado o sangue por punção cardíaca. A pectina e a lignina adicionada ao colesterol dietético reduziram o colesterol total sérico; a pectina aumentou o HDL-colesterol enquanto que a lignina reduziu-o. O Fibraxx favoreceu o aumento do colesterol total e HDL-colesterol; e diminuiu o Triacilglicerol sérico.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Civil, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-24T22:22:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 289280.pdf: 11190175 bytes, checksum: 57041b5ece7690cc5daa4851af00daea (MD5) / Neste trabalho foi produzida uma argamassa translúcida mediante adição de fibras óticas plásticas ou poliméricas (FOP) fabricadas com poliestireno (PS). Foram moldados corpos de prova prismáticos com dimensões (40x40x160cm) e deles extraídas placas com dimensões (10x40x160cm) avaliando-se a vulnerabilidade das fibras frente à ação dos álcalis presentes na matriz de cimento Portland hidratado e a influência em algumas propriedades físico-mecânicas como absorção de água por imersão, resistência à tração na flexão, condutividade térmica e transmitância. A resistência mecânica foi avaliada aos 28, 90 e 120 dias de idade. As placas foram submetidas a envelhecimento acelerado (ciclos de secagem/molhagem, sala com temperatura e umidade controlada, intempérie e imersão parcial em água), durante períodos de 60 e 90 dias, com o objetivo de avaliar a possível degradação das fibras na matriz cimentícia. A transmitância das placas foi avaliada antes e depois da exposição nos ambientes. FOP foram imersas em solução saturada de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) e solução de Lawrence por um período de 120 dias e mantidas em estufa e na sala climatizada a temperaturas de 50ºC e 23ºC, respectivamente. As FOP retiradas das placas translúcidas e das soluções agressivas foram analisadas mediante microscopia eletrônica de varredura (MEV) para avaliar a textura superficial e espectroscopia no infravermelho (EIV) para avaliar a estrutura do polímero. Os resultados mostraram que a adição de FOP reduziu significativamente a resistência à tração na flexão e o módulo de elasticidade das placas. Não foi observada alguma influência por parte das soluções agressivas e dos álcalis presentes na matriz cimentícia na superfície da FOP e sua estrutura. / In this paper a translucent mortar was produced by adding a plastic optical fiber or polymer (POF) made of polystyrene (PS). Prismatic test bodies were molded with dimensions (40x40x160cm), form them were drawn plates with dimensions (10x40x160cm) assessed the vulnerability of the fibers facing the action of alkalis present in the matrix of hydrated Portland cement and its influence in some physicalmechanical properties as water absorption by immersion, flexural strength, thermal conductivity and transmittance. Mechanical strength was analyzed at 90 and 120 days old. Plates were subjected to accelerated aging (drying/wet cycles, room with controlled temperatura and humidity, outdoor and partial immersion in water) for periods of 60 and 90 days in order to evaluate the possible degradation of the fibers in the cement matrix. The translucence of the plates was assessed before and after exposure in the environments. POF were immersed in saturated solution of calcium hydroxide (Ca(OH)2) and Lawrence solution for a period of 120 days and maintained in an oven and airconditioned room at temperatures of 50ºC and 23ºC, respectively. Translucent plates POF extracted and from the aggressive solutions were analyzed by sweep electron microscopy (SEM) and infrared spectroscopy (IR-Spectroscopy) to assess the structure of the polymer. The results showed that the addition of POF reduced significantly flexural strength and modulus of elasticity of the plates. Any influence was observed by aggressive solutions and alkalis present in the cement matrix on the surface of the POF and its structure.

Orientador: Aldo Eloizo Job / Banca: Deuber Lincon da Silva Agostini / Banca: Frank Nelson Crespilho / Banca: Ivan Helmuth Bechtold / Banca: Lucas Fugikawa Santos / Resumo: Esta tese apresenta um novo conceito de dispositivo microfluídico flexível, utilizando a borracha natural como material alternativo, de baixo custo, flexível e elástico, para a preparação de plataformas lab-on-a-chip. A preparação do dispositivo é realizada com a dispersão do látex sobre o molde. Este é construído em placas de acrílico (PMMA - Poli-metilmetacrilato) contendo a configuração do dispositivo. O látex deve recobrir toda a estrutura, utilizando o método casting. Posteriormente, o molde contendo látex é submetido a tratamento térmico para a formação das membranas de borracha natural. As membranas retiradas do molde replicam a configuração do dispositivo em sua superfície. Filmes de policloreto de vinil (PVC) são utilizados como recobrimento interno a fim de evitar a absorção de água e a liberação de composição proteica das membranas de borracha natural. Os dispositivos flexíveis de borracha natural foram implementados como sensores óptico e eletroquímicos, utilizando fibras de carbono flexíveis como eletrodos internos. Torna-se importante ressaltar que as membranas de borracha natural são transparentes (quando consideradas a região vísivel do espectro eletromagnético), bem como biocompatíveis, possibilitando a combinação de propriedades mecânicas, ópticas e biológicas num único dispositivo. Por meio das análises eletroquímicas, demonstrou-se que possuem boa estabilidade e resistência quando submetidos a testes prolongados, mantendo a característica da curva de potencial, bem como o curto intervalo de tempo necessário para atingir a corrente estacionária durante os processos eletroquímicos. Em segunda instância, utilizaram-se os microdispositivos de borracha natural como microreatores para a síntese de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) decoradas com nanopartículas de ouro (FeO4-AuNPs). A síntese de partículas decoradas (Fe3O4-AuNPs) mostrou-se efetiva, obtendo relativo grau... / Abstract: This thesis reports a new concept of flexible microfluidic device, using natural rubber as alternative material, flexible and stretchable, for based-plataforms of lab-on-a-chip-devices. The device preparation is carried out dropping the latex over the mold, supported on acrylic dishes, containing the configuration of the device. The latex should cover the entire structure by casting method and, subsequentely subjecting it to thermal treatment to form the natural rubber membranes. The membranes demolded should replicate the configuration of the device on its surface. Poly(vinyl chloride) (PVC) films are implement as covering layer on internal surface, avoiding thw water absorption e protein compounds leaching from natural rubber membranes. The flexible devices of natural rubber were implemented as optical and electrochemical sensors, using flexible carbon fibers as electrodes internal electrodes. Becomes important emphasize, that the natural rubber membranes are transparent when considering the visible region in the electromagnetic sprectrum as well as it is biocompatible, allowing the combination of mechanical, optical and biological properties in a single device. Rely on electrochemical analysis devices demonstrate good stability and resistance for long term stability maintaining the characteristic curve of potential as well as a short interval of time necessary to reach the stationary current for each electrochemical process. In a second instance, we used the natural rubber-based microfluidic as microreactor for the synthesis of magnetic nanoparticles (Fe3O4) decorated with gold nanoparticles (Fe3O4-AuNPs). The synthesis of decorated nanoparticles (Fe3O4-AuNPs) shows effectiveness in order to obtain high degree of homogeneity on gold nanoparticles distribution over the surface of magnetite particles, reaching averages sizes of 6.3 nm / Doutor

o presente trabalho tem como objetivo geral avaliar o comportamento mecânico de um concreto asfál tico poroso, com teores variáveis de asfalto modificado e adições de fibra de vidro. o ligante utilizado consiste de um asfalto modificado com 4% de polímeros SBS (estireno-butadieno-estireno) . Os corpos de prova moldados incluem teores de asfalto entre 3,66% e 6,34% do peso total da mistura. Os teores de fibra de vidro adicionados na mistura situaram-se entre O e 1% do peso total da mistura. Foram realizados estudos de laboratório envolvendo ensaios de módulo de resiliência, permeabilidade, resistência à tração, desgaste Cantabro e deformação plástica sob cargas repetidas. Para análise dos resul tados obtidos, utilizou-se técnicas estatísticas de forma a avaliar a influência de cada um dos fatores controláveis, teor de asfalto (TA) e teor de fibra (TF) nas variáveis de resposta. A análise dos resul tados possibili tou as seguintes constatações principais: (1) quanto à resistência ao desgaste pode-se considerar que teores de asfalto superiores a 4,1% satisfazem o cri tério mínimo para proj eto; (2) existe uma contribuição cada vez mais positiva do acréscimo de fibras sobre o módulo de resiliência, com o aumento da temperatura; (3) a interação asfalto-fibra diminui a permeabilidade; (4 ) a deformação permanente foi mínima para um teor de asfalto de 4,5% e um teor de fibra de 0,4%.