NLP-CISUC/PROPOR_FOS_Classification huggingface dataset:
Caracterização de interfaces, defeitos e interacções gás-defeito na zona subsuperficial por aniquilação de positrões e outras técnicas

Palavras-chave: Física de superfícies e interfaces,Irradiação iónica

O trabalho experimental apresentado nesta dissertação assenta em três estudos, utilizando diversas técnicas de análise: (i) exploração da interface dum sistema de multicamada Ti/Al; (ii) caracterização da zona subsuperficial de metais (Ni e Ag) sujeitos a irradiação iónica (He+ e Ar+); e (iii) adsorção de moléculas reactivas (azidoacetona) numa superfície metálica (Ni) tratada com iões. Os estudos experimentais foram desenvolvidos no sentido de explorar as potencialidades das técnicas de positrões com energia regulável na investigação de alguns problemas fundamentais em Física de Superfícies e Interfaces, com são os mecanismos de interacção que ocorrem em interfaces e superfícies, e na interacção gás-defeito em zonas subsuperficiais. Apresenta-se uma revisão bastante pormenorizada das aplicações da aniquilação de positrões para o estudo da matéria, dando-se relevo à espectroscopia de implantação de positrões (SPIS) utilizada para a caracterização de interfaces e das zonas subsuperficiais. Revêem-se, também, algumas das técnicas de análise de superfícies e descrevem-se os aparelhos experimentais utilizados. No estudo com o sistema Ti/Al é testada a utilização da SPIS na caracterização de um sistema multicamada, mostrando a possibilidade de uma análise em profundidade não destrutiva, aplicando um método de quantificação dos dados de aniquilação de positrões sem recorrer a modelos de difusão do positrão. O segundo estudo versa os efeitos do bombardeamento iónico, em regimes de baixa energia (£ 5 keV). São tratados três casos: irradiação de Ni com Ar+ e com He+, e de Ag com Ar+. A recuperação dos metais irradiados foi seguida com SPIS ao longo dum processo de recozimento isócrono, que revelou os efeitos da interacção gás–defeito e a ocorrência de processos termicamente activados. Por último é estudada a decomposição da molécula de azidoacetona na presença duma superfície de níquel preparada por bombardeamento iónico. O processo de adsorção foi seguido por microscopia da função de trabalho (WFM) e a análise do adsorbato efectuada com SIMS no regime estático, cujos resultados são interpretados com base no modelo do ião percursor.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Structural and electronic properties of organic and organometallic clusters

Palavras-chave: Fulerenos -- propriedades organicas

O trabalho de investigação apresentado nesta dissertação visa compreender e analisar as propriedades estruturais e electrónicas de fulerenos, agregados mistos de carbono com átomos de metais de transição e ainda agregados mistos de silício com átomos de metais de transição. Foram utilizados métodos quânticos, predominantemente a Teoria do Funcional da Densidade (DFT) nas suas Aproximações da Densidade Local (LDA) ou do Gradiente Generalizado (GGA). O modelo de Tight-Binding (TB) foi utilizado nos estudos de agregados envolvendo um número de átomos mais elevado. Com efeito, nas últimas duas décadas foi reconhecido que os métodos ab initio e particularmente a DFT proporcionam uma descrição quantitativa de muitas propriedades associadas ao estado fundamental e a estados excitados de diferentes átomos, moléculas, agregados e sólidos, tornando-se desta forma num instrumento que permite prever eficazmente a estabilidade ou não de novos materiais com propriedades pré-definidas. Neste contexto, a maioria do trabalho apresentado nesta tese é exploratório e permitiu tirar conclusões bem definidas para os agregados estudados (e os materiais deles derivados). Basicamente foram estudados três grupos de agregados: fulerenos, metalocarbohedrenos (metcars) e agregados de silício com um átomo de transição.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Câmara de traços com leitura óptica

Palavras-chave: Detectores gasosos de radiação,Leitura óptica

Neste trabalho apresenta-se um novo conceito de câmara de traços em que a reconstrução de posição tridimensional é feita exclusivamente a partir da leitura da luz de cintilação produzida em detectores gasosos de microestrutura. A câmara, cheia com 4 Ar+5%CF à pressão atmosférica, está equipada com um duplo ou triplo GEM onde é realizada a multiplicação de carga e produzida a luz de cintilação. A luz emitida é lida por um conjunto de fotomultiplicadores num arranjo quadrado de quatro ou nove elementos ou numa disposição hexagonal com sete elementos. A resolução em posição bidimensional medida, ao irradiar o detector com uma fonte colimada de raios X com energia de 5,9 keV, é melhor que 1 mm. A reconstrução tridimensional de traços de partículas alfa com energia de 5,5 MeV foi efectuada para vários ângulos de incidência das partículas na câmara. A resolução de dois traços paralelos próximos foi alcançada em todos os testes efectuados, para distâncias dos traços compreendidas entre 2,2 mm e 0,9 mm. Um trabalho preliminar de reconstrução de traços de raios cósmicos foi também realizado. As trajectórias de raios cósmicos, seleccionadas com um telescópio de dois cintiladores para duas orientações distintas relativamente à câmara, foram correctamente reconstruídas com o sistema de detecção desenvolvido. O tipo de detector estudado também foi aplicado em imagiologia de neutrões térmicos. Os testes efectuaram-se no ILL – Institut Laue Langevin – com um feixe de um reactor, usando uma câmara equipada com uma microstrip, cheia com 2 bar de 3He e 3 bar de 4 CF . Os resultados obtidos, nomeadamente a capacidade de suportar altas taxas de contagem (~10 MHz) e uma resolução em posição da ordem do milímetro, satisfazem as especificações do projecto MILAND da colaboração europeia FP6-NMI3 e estão na origem do projecto financiado WP22 detectors, no âmbito da colaboração FP7-NMI3.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Desenvolvimento de uma interface gráfica e de uma base de dados para um dispositivo médico de electrosterapia

Palavras-chave: Ambiente assisted living - A,Fisioterapia,Medicina física e reabilitação,Software médico

A engenharia biomédica tem evoluído significativamente nas soluções que apresenta, integrando software médico, para o serviço de cuidados de saúde contribuindo, assim, para o aumento da qualidade de vida da população. Este projecto tem como objecto principal a criação de uma interface gráfica de controlo contendo uma base de dados integrada para um dispositivo médico de electroterapia, sendo a electrosterapia uma modalidade da Medicina Física e Reabilitação. O projecto foi desenvolvido de acordo com os requisitos técnicos e regulamentares de modo a que o dispositivo de electroterapia seja multi-corrente, user-friendly, portátil, e seguro. O método usado para o processo de desenvolvimento cumpre os requisitos da norma IEC 62304 e está de acordo com método Agile. Este método é constituído por oito fases importantes que são: planeamento do processo, análise de requisitos, desenho da arquitectura, desenho detalhado, implementação, integração e testes, testes de sistema e lançamento do software. O software desenvolvido apresenta duas versões, uma para o utilizador profissional com conhecimento das terapêuticas a aplicar e outra a ser aplicado pelo próprio paciente em ambiente doméstico, evitando deslocações a unidades de saúde, ambient assisted living. Desenvolveu-se o software na linguagem C# com o apoio do sistema de desenvolvimento integrado Visual Studio, sendo o software compativel com o sistema operativo Windows Embedded CE 6.0. Para todo este desenvolvimento utilizou-se uma mainboard, Micro 2440 da FriendlyARM, com um ecrã-táctil de 3,5', que cumpre os requisitos necessários para o desenvolvimento do dispositivo. Após a integração da interface e da base de dados, foram realizados testes ao sistema de forma a verificar a sua integridade, sobre o qual foi eleborado um documento descritivo com os resultados obtidos dos testes. A par deste desenvolvimento foi elaborado o manual do utilizador das duas versões da interface gráfica. Palavras-chave: Software Médico, Interface Gráfica, Base de Dados, Electroterapia, Dispositivo Médico, Medicina Física e Reabilitação, IEC 62304 e Ambient Assisted Living

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Contribuição da avaliação formativa para o desenvolvimento cognitivo em alunos de física

Palavras-chave: Ensino das ciências,Ensino da física,Avaliação formativa

O desenvolvimento de competências e atitudes essenciais para estimular o aluno a aprender a aprender, a lidar com a mudança e para aprender a colaborar e a participar na melhoria da sociedade, são desafios com que a escola se vê confrontada (Alonso, 2002). Este Projecto de Tese, efectuado na área da Física, pretende analisar a contribuição da avaliação formativa no desenvolvimento do ensino-aprendizagem e seu reflexo no aperfeiçoamento das capacidades cognitivas dos alunos. Propõe-se a organização de uma metodologia de avaliação formativa, a implementar ao longo de sucessivos níveis lectivos, usando como caso de estudo a aplicação numa turma do 10º Ano de escolaridade, e como controlo, uma turma do mesmo nível. O estudo utilizará metodologias desenvolvidas/aperfeiçoadas neste projecto. Durante este estudo propomo-nos, também, averiguar o modo como as escolas portuguesas utilizam a avaliação formativa na aquisição de conteúdos e desenvolvimento de competências dos alunos, investigando as concepções subjacentes aos modelos avaliativos utilizados pelos professores de Física do Ensino Secundário e o modo como essas concepções se reflectem nas práticas lectivas. No final, pretende-se propor a implementação de Cursos de Formação Contínua que potenciem nos professores uma aquisição de competências conducentes à valorização da avaliação formativa, com reflexo nas práticas individuais dos professores, nos resultados escolares dos alunos e, globalmente, no sucesso educativo do processo ensino-aprendizagem.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
O Instituto de Coimbra e a Evolução da Física e da Química em Portugal de 1852 a 1952

Palavras-chave: Ensino da química

Com o presente trabalho pretendemos demonstrar a influência do Instituto de Coimbra (IC) na evolução da Física e da Química em Portugal de 1852 a 1952. O IC foi uma sociedade científica e literária que nasceu em 1852, no seio da Universidade de Coimbra, tendo iniciado a publicação da revista O Instituto, contendo as memórias elaboradas pelos seus associados. A parte inicial deste trabalho corresponde à história desta instituição coimbrã, ao longo de mais de 130 anos de existência e de 141 volumes do seu periódico publicados. A nossa análise principal incidiu na actividade científica dos sócios do IC, nos artigos no âmbito da Física e da Química publicados no respectivo periódico, nas conferências organizadas e intercâmbio nacional e internacional estabelecido pelo IC. Ao nível da Física, destacamos a história da telegrafia eléctrica e o seu impacto na uniformização das unidades eléctricas; descrevemos as observações meteorológicas realizadas em Coimbra, a criação do respectivo observatório, e a adopção dos primeiros métodos de previsão do tempo em Portugal e na Europa; analisamos a implementação de uma secção de astrofísica solar em Coimbra, no início do século XX, e a oposição à teoria da relatividade de Einstein, entre outros assuntos. No âmbito da Química, revemos a história da aplicação das análises toxicológicas e o surgimento da química forense em Coimbra; estudamos a evolução da análise química de águas minerais e de abastecimento público em Portugal e traçamos alguns episódios relativos às tentativas de implementação de métodos metalúrgicos no nosso país e o surgimento da indústria química. Com base nos conteúdos d’O Instituto, foi possível descrever as várias reformas do ensino secundário em Portugal, com maior ênfase no ensino da Física e da Química, na perspectiva de sócios do IC, alguns dos quais foram protagonistas nos vários projectos de organização deste nível de ensino. Foi avaliado o nível de actualização científico do ensino nas Faculdades de Filosofia e Matemática da UC, tendo por base os programas das disciplinas no âmbito da Física e da Química e as reformas que foram implementadas até 1911, a partir das fontes publicadas n’O Instituto. Tendo em conta que a maioria das fontes primárias são artigos d’O Instituto, procedemos a uma análise quantitativa da disseminação científica neste periódico e elaborámos índices ideográfico e onomástico dos artigos de Física e de Química. De forma a tornar reprodutível o trabalho realizado, concretizámos alguns planos de aula onde conteúdos da história da Ciência em Portugal surgem interligados aos conteúdos programáticos da disciplina de Física e Química do ensino secundário.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Ensino formal e informal oara a compreensão pública da ciência: de Rómulo de Carvalho à rede Ciência viva

Palavras-chave: Centro de ciência viva,Ensino da física - manuais escolares de Rómulo de Carvalho,Ensino formal,Ensino informal,Ensino - desde a monarquia constitucional,Física - ensino e aprendizagem

O presente projecto de tese de Doutoramento em Ensino das Ciências visa aprofundar conhecimentos sobre ensino e aprendizagem das Ciências Físicas, numa perspectiva de entrelaçamento dos ensinos formal e informal. Partir-se-á dos manuais escolares e da obra de divulgação científica da autoria do professor Rómulo de Carvalho, contemplando os respectivos aspectos pedagógicos e científicos, em particular a sua actualidade. Pretende-se averiguar novas possibilidades de intervenção no ensino formal diagnosticando se os docentes de ensino básico e secundário recorrem, ou não, ao ensino informal e propondo ferramentas de ensino informal que sejam coadjutoras do ensino formal. Um outro objectivo será o de reflectir, partindo ainda da acção pioneira daquele professor, sobre o papel dos Centros Ciência Viva para o incremento da cultura científica e tecnológica dos portugueses, em complemento ou reforço da acção da escola, incluindo o contributo do Centro Ciência Viva Rómulo de Carvalho, «centro de recursos para o ensino e aprendizagem das ciências e difusão da cultura científica».

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Instrumentação ATCA para Diagnósticos de Espectroscopia Digital de Radiação Gama no JET

Palavras-chave: ATCA -- barramento,Espectroscopia de radiação gamma -- aquisição e processamento de dados em tempo real,Processamento digital de impulsos de sinal,PCI express -- protocolo de comunicação

O trabalho realizado para esta dissertação originou um sistema de aquisição e processamento de dados em tempo real, baseado no barramento ATCA e no protocolo de comunicação PCI Express, para espectroscopia de radiação . O sistema desenvolvido foi concebido e implementado com o objectivo de processar e armazenar todos os valores de energia dos eventos resultantes da radiação  gerada em experiências com plasmas nucleares de longa duração, com uma taxa de ocorrência que pode atingir os 5 M pulsos/s. O sistema foi desenvolvido como parte do projecto de melhoramento dos diagnósticos de radiação  do tokamak JET [Blan 10, Liou 05] e engloba dois sistemas distintos: (i) espectrómetro de raios , para determinação de espectros em energia; e (ii) câmaras de raios , inserida no monitor de perfis de neutrões para localizar a emissão de raios . A insuficiente resolução energética, temporal e espacial dos sistemas de aquisição de dados dos actuais diagnósticos de radiação  no JET, motivou o desenvolvimento de um sistema de alta velocidade com capacidades de processamento digital de pulsos que permitisse a digitalização do sinal o mais próximo do detector possível, minorando interferências externas na medida. O módulo de aquisição utilizado neste sistema foi desenvolvido de acordo com uma arquitectura optimizada para extrair a informação principal dos eventos e correr algoritmos específicos para redução/análise em tempo real dos dados adquiridos. Com este objectivo foram desenvolvidos modos de disparo1 complexos de modo a permitir a aquisição dos eventos em todo o período da operação do tokamak (~40s). A taxa máxima de amostragem utilizada é de 400 Mamostras/s com 14 bits de resolução permitindo a adequada resolução de energia mesmo para eventos muito rápidos (~40 ns). A capacidade de processamento digital do sistema é baseada em dispositivos de lógica programável (FPGA) em que cada FPGA é responsável pelo encaminhamento e processamento dos dados de 4 canais, bem como pelo controlo de uma memória local (2 GB) e pela interface ao processador do sistema (PCIe). O sistema está actualmente instalado no JET e validado para o diagnóstico de espectroscopia de radiação . Foi igualmente instalado no diagnóstico das câmaras de neutrões/raios  estando prevista a sua validação durante campanhas de exploração desta máquina em 2011/201

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Métodos de instrumentação para fluxometria laser: aplicações à microcirculação sanguínea

Palavras-chave: Bioquímica -- instrumentação,Fluxometria de laser-Dopler,Microcirculação sanguínea,Método de Monte Carlo

Diferentes doenças afectam de modo diferente o comportamento das camadas da rede microcirculatória da pele. Havendo interesse clínico no conhecimento do seu interrelacionamento, é necessária a discriminação do sinal de perfusão sanguínea (informação acerca da velocidade e concentração dos dispersores) com origem nas camadas da pele, super cial e profundas. Assim fomos conduzidos à realização de estudos com o objectivo de aperfeiçoar a técnica de uxometria laser Doppler (FLD) no que diz respeito à discrimina ção da profundidade amostrada. Estes estudos culminaram com o desenvolvimento de um uxómetro que permite o estudo, em simultâneo, da in uência do comprimento de onda e da distância entre as bras emissora e receptora na monitorização da perfusão sanguínea na pele. A tecnologia desenvolvida foi testada in vitro e validada através de simulações Monte Carlo. As simulações comprovaram que a profundidade média dos fot ões dispersos aumenta com o comprimento de onda e com a distância entre bras. Nos testes de validação in vivo foram veri cadas diferenças evidentes quando se compararam fl uxos obtidos com diferentes comprimentos de onda e diferentes distâncias entre fibras. Concomitantemente ao desenvolvimento do protótipo referido, foram realizadas análises, no domínio do tempo e no domínio das frequências, de sinais de perfusão obtidos com fl uxómetros comerciais. Nestes estudos demonstrou-se que a perfusão obtida, em participantes saudáveis, em diferentes regiões de pele, têm propriedades diferentes, e que a perfusão obtida em pacientes com esclerose sistémica tem uma regularidade diferente da dos sinais obtidos em indivíduos saudáveis ou com fenómeno de Raynaud. A necessidade de se observarem as variações do uxo capilar sanguíneo no cérebro de ratos, levou os investigadores a recorrer às sondas de bra óptica invasivas, para FLD, disponíveis no mercado. No entanto, devido ao seu elevado diâmetro externo (ca. 450 m), o tecido cerebral a ser monitorizado ca muito dani cado. Estudos realizados com o objectivo de reduzir as dimensões destas sondas culminaram com a construção de micro-sondas de uma única bra óptica, baseadas na técnica de detecção self-mixing, com um diâmetro externo de 260 m. As micro-sondas desenvolvidas apresentaram uma boa linearidade quando testadas com diferentes velocidades de dispersores. Nas medições efectuadas in vivo houve boas indicações de que as micro-sondas avaliadas podiam ser utilizadas para seguir o uxo microcirculatório, em tempo real, no cérebro dos ratos. Os resultados obtidos com os protótipos (não-invasivo e invasivo) são animadores e prenunciam a sua utilização, tanto a nível clínico como em investigação.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Integração M2M de sistemas embebidos em gestão de activos industriais

Palavras-chave: M2M,IoT,Sistemas embebidos,Redes sem fios de baixo consumo,Infra-estruturas industriais,ATEX

Esta dissertação apresenta um estudo de um modelo para o exercício  da gestão de activos industriais, baseado na integração de sistemas  embebidos de medida e controlo com módulos de comunicação sem fios  de baixo consumo, num quadro de comunicações Máquina-a-Máquina (M2M), e subsequentes realizações para aplicações industriais diversas .  São aqui apresentados e discutidos os aspectos que caracterizam  sistemas de informação locais e remotos, para aplicações industriais de  manutenção preditiva de activos, segurança de pessoas e activos, e  optimização da produção. São apresentados sistemas realizados para  cenários e aplicações industriais com características bem distintas:  subestações da rede eléctrica, perímetros de processo químico, e minas  subterrâneas. É aqui demonstrado que os sistemas embebidos têm  capacidade para conduzir aplicações simples de disgnóstico e reduzir o  volume de dados desde a origem, sem perder a qualidade da informação,  constituindo-se assim como agentes de suporte à decisão, em tempo útil. O trabalho conclui também que uma autonomia energética necessária à  viabilidade dos sistemas é conseguida com a simplificação da sua  programação, com o exacto dimensionamento da sua memória interna, e  com a correcta selecção da frequência de operação.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais
Deteção Não Invasiva da Diabetes Mellitus através das Alterações da Ecogenicidade do Segmento Anterior do Olho em Modelos Animais Usando Ultrassons de Alta Frequência

Palavras-chave: Engenharia biomédica,Ciências da Saúde,Tecnologia,Diabetes,Deteção não invasiva,Ultrassom

A Diabetes Mellitus (DM) é uma doença metabólica que afeta cerca de 9% da população adulta mundial. As alterações provocadas por esta doença incluem o aumento da concentração de glicose nos fluídos corporais, nomeadamente no sangue, e o aumento da concentração de glicose em células independentes de insulina como neurónios, provocando efeitos tóxicos e morte celular em neurónios periféricos. Estas alterações manifestam-se nos olhos num cenário de patologia através do aumento da espessura da córnea e da alteração do fluxo do humor aquoso. A técnica por ultrassons pode ser utilizada na determinação da espessura da córnea e caracterização do humor aquoso, avaliando as suas propriedades acústicas, nomeadamente a atenuação. Neste trabalho foram estudadas as alterações na córnea e humor aquoso provocadas pela DM, usando 12 ratos, divididos em dois grupos de 6 (controlo e estudo). A DM tipo 1 foi induzida no grupo de estudo com streptozotocina e a progressão da doença foi avaliada ao longo de 8 semanas. A análise dos efeitos da doença na córnea e humor aquoso foi realizada usando duas abordagens: ultrassons de alta frequência, através de duas sondas (20MHz e 50 MHz) e Tomografia de Coerência Ótica (OCT do inglês Optical Coherence Tomography). Os resultados deste estudo confirmaram a tendência para o aumento da espessura da córnea em ratos diabéticos, verificando-se diferenças estatisticamente significativas nas medidas obtidas com 20 MHz e 50 MHz, entre a baseline e a semana 8, para o grupo de estudo (Ρ<0,001). O coeficiente de atenuação acústica no humor aquoso mostrou tendência para o aumento em ratos diabéticos (P<0,001 obtido com 50MHz) e tendência para a manutenção nos ratos controlo. Os resultados obtidos através da segmentação das imagens obtidas por OCT permitiram a análise da dimensão relativa das camadas da córnea, demonstrando que o estroma foi a camada que mais contribuiu para o aumento da espessura da córnea no grupo de estudo. O trabalho desenvolvido demonstrou que os ultrassons podem ser utilizados no estudo das alterações da córnea e humor aquoso provocadas pelos efeitos tóxicos da hiperglicemia em doentes com diabetes. A caracterização das alterações da ecogenicidade do polo anterior do olho em cenários de diabetes poderá conduzir à deteção precoce da doença e ao melhoramento o acompanhamento clínico do doente.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais