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The principal objective of this safety manual intended for Chemistry students is to establish standards of behaviour for those using the teaching laboratories of the Chemistry Department. Various general rules of conduct are identified with the purpose of reducing the probability of accidents occurring during the use of the laboratories., info:eu-repo/semantics/publishedVersion

A poluição da atmosfera é um dos problemas ambientais mais graves porque se verifica a várias escalas: no interior dos edifícios, no local de prédios e instalações industriais, na zona urbana, ao nível regional e numa dimensão global. A poluição regional e a poluição global são difíceis de controlar por não serem atribuíveis a uma entidade. A poluição interior é uma preocupação ainda maior. Neste caso, as causas identificadas com a degradação da saúde da população incluem o fumo libertado por cigarros, produtos químicos associados a tintas, a produtos de limpeza, fibras artificiais, aerosois, sistemas de arrefecimento e até radiações provenientes de gases no solo., info:eu-repo/semantics/draft

Desde há alguns anos a atenção de cientistas, politicos e a população em geral tem sido focada no ambiente e a necessidade de entender o impacto de certas atividades humanas no ár, solo e água. A Química Analítica Ambiental pode ser considerada o estudo dos processos através dos quais é possível monitorizar qualitative e quantitativamente certas espécies no ambiente. O objetivo deste monitorização é quantificar as espécies presentes com efeitos nocivos de modo a identificar a causa ou fonte destas espécies e implementar estratégias capazes de restaurar a qualidade original do ambiente.

As aulas práticas de Química são essenciais para preparar alunos para uma carreira no laboratório de Química. É durante estas aulas que os alunos adquirem capacidade de manipular produtos químicos com segurança e precisão e aprendem as técnicas principais de identificação, caraterização e síntese de novas substâncias. O objetivo deste texto de apoio às aulas laboratoriais da UC Laboratórios de Química é descrever o material e o equipamento específicos que os alunos encontrarão no laboratório de ensino. A compreensão da natureza e do modo de utilização deste equipamento permitirá aos alunos fazer a melhor escolha do material e da montagem mais apropriada para efetuar as experiências das aulas práticas., info:eu-repo/semantics/draft

A prevenção de acidentes em laboratórios, armazens ou oficinas é do interesse de todos os que usam as instalações. Num laboratório de Química os utentes têm obrigação moral de manter um comportamento que não prejudique a segurança ou a saude dos seus colegas de trabalho. Ao produzir um guia de segurança para os estudantes de Química, o objectivo principal foi estabelecer normas de comportamento a serem seguidas pelos utentes dos laboratórios de ensino do Departamento de Química., info:eu-repo/semantics/draft

A época actual tem sido referida como a época de energia eléctrica porque a energia eléctrica é muito importante para a economia global e para a nossa qualidade de vida. Neste momento, uma elevada percentagem da energia eléctrica fornecida pelas empresas deste sector continua a ser produzida através do uso de combustíveis baseados em fósseis. Esta situação não é conveniente em termos ambientais e é claro que, se a qualidade de vida das populações dos países ditos “desenvolvidos” se mantiver e a qualidade das populações dos países em desenvolvimento melhorar, a política energética aplicada terá que mudar. Muitos cientistas e políticos acreditam que esta estratégia nova global será baseada no uso generalizado de baterias de células galvânicas e de células de combustível., info:eu-repo/semantics/draft

The last 20 years have witnessed dramatic advances in the development of electrochemical power sources. Almost all the application-limiting problems have been solved and the result is that new-generation batteries are once again game-changing the electronic, mobile computing and most importantly, the plug-in electric and hybrid vehicle transport market.

Over the last few decades the textile industry, traditionally a domain driven by rapid and continuous evolution, has witnessed the development of many new fibers, the introduction of innovative physical treatments and the application of novel chemical additives and finishing processes. These new materials and processes have created new market opportunities for multifunctional fibers with improved characteristics. Thermal analysis techniques have also evolved to meet new challenges in the characterization of phase behavior, chemical stability and mechanical performance of a wide variety of materials. These techniques will certainly continue to provide valuable information, not only through their capacity to identify structural components in fibers and explain structure-performance relationships, but also by contributing to the evolution pathway of product and process optimization., Pest C/QUI/U1686/2013, FEDER-COMPETE/QREN/EU, Fundação para a Ciência e Tecnologia, Portugal, info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Portable electronic devices that rely on batteries as a source of power have rapidly evolved to become essential accessories of everyday life and whether the device in question is a remote-control command, a child´s toy, a smart-phone/organiser or a laptop computer, it relies on its battery-pack to provide a source of continuous electrical power. In many cases the efficiency of these batteries also largely determines the commercial success of the device. While the batteries applied in this equipment safely contain their chemical components during normal use, inappropriate disposal at the end of their working lifetime can result in the release of toxic chemicals to the environment. The consequences of disposal of a wide variety of battery types to landfill sites or municipal incinerators instead of responsible chemical neutralization and recovery of active components, have led battery producers and vendors, legislators and the consumer population to recognize the need to introduce improved procedures and battery recycling has become a priority on the environmental and political agenda., UID/QUI/00686/2013 UID/QUI/0686/2016 FCT, info:eu-repo/semantics/publishedVersion

Published online: 22 May 2013, The present study has been focused on environmentally friendly sol-gel derived electrolytes based on a di-urethane cross-linked d-PCL(530)/siloxane network (where d represents di, PCL identifies the poly(ε–caprolactone) biopolymer and 530 is the average molecular weight in g.mol-1) doped with a wide range of concentration of lithium perchlorate (LiClO4) and lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI). Fourier Transform Infrared and Raman (FT-IR and FT-Raman, respectively) spectroscopies have been applied to evaluate the extent of ionic association. Characteristic bands of the PCL(530) segments, of the urethane cross-links and of the anions have been examined to gain insight into the cation/biopolymer, cation/anion and cation/cross-link interactions. In both electrolyte systems “free” ions and contact ions have been identified. The addition of salt modifies the hydrogen-bonded array of the host matrix, causing the destruction/formation of the urethane/urethane aggregates., Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT)

Em publicação, Solid polymer electrolytes (SPEs) systems based on interpenetrating blends of poly(ethylene oxide-co-propylene oxide) and poly(methyl methacrylate) host matrices, with lithium perchlorate as guest salt, were prepared. These electrolytes were presented as free-standing films, and their thermal and electrochemical properties were characterized by conductivity and electrochemical stability measurements. The properties of the interpenetrating blends of poly(ethylene oxide-co-propylene oxide) and poly(methyl methacrylate) host matrices as the electrolyte component of a solid-state electrochromic device are reported and the results obtained suggest that this electrolyte provides an encouraging performance in this application. The most conducting electrolyte composition of this SPE system is the formulation designated as SPE2-0PC (5.01x10-4 S cm-1 at about 57ºC). The lowest decomposition temperature was registered with the SPE6-15PC composition (233ºC). The average transmittance in the visible region of the spectrum was above 41% for all the samples analyzed. After coloration the device assembled with 71 wt% PC presented an average transmittance of 15.71% and an optical density at 550nm of 0.61., Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT)

In this study the synthesis of an amorphous polymer network, poly[oxymethylene-oligo(oxyethylene)], designated as aPEO, is described. This polymer has been characterized by gel permeation chromatography, thermal analysis, conductivity measurements, evaluation of electrochemical stability and nuclear magnetic resonance spectroscopy. The synthetic procedure developed permits partial fractionation of the product of the polymerization reaction. This linear macromolecule appears to be a promising polymer for application in batteries and electrochromic devices since it provides access to an amorphous polymer structure with good mechanical properties and promising electrochemical behavior., Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT)

Lithium-ion polymer (LiPoly or LiPo) cells first appeared in consumer electronics in the mid-1990s. The technology for these devices evolved from previously established lithium-ion (Li-ion) cells. The difference between the two lies in the electrolyte; in Li-ion batteries it consists of a lithium salt dissolved in a low molecular weight solvent, whereas a LiPo electrolyte is a polymer gel network. Substitution of liquid electrolyte by a solid analogue allows simplification of the cell structure and many restrictions in terms of architecture and safety are eliminated. Three decades of research and development of solvent-free polyether-based electrolytes has seen many advances, but barriers still remain, restricting their commercial exploitation. Commercial viability was realized in polymer gel electrolytes, a compromise between the liquid and solvent-free systems. The all-solid-state LiPo concept translates into a battery that can be shaped to suit the device it will power, is lighter, and can undergo denser packaging than its liquid electrolyte counterpart. The battery energy density is potentially much greater than that achieved by competing cell chemistries, including the Li-ion cell. With recent advances in LiPo cell technology, the commercial balance between the Li-ion and LiPo systems is expected to shift in favor of the latter.

Sol-gel derived poly(oxyethylene)/siloxane hybrids doped with lithium hexafluoroantimonate, LiSbF6, have been prepared. Compositions of these novel xerogel electrolytes were identified using the conventional d-U(2000)nLiSbF6 notation, (where n is the molar ratio of oxyethylene moieties per Li+ ion) and samples with n between ∞ and 2.5 were characterized by conductivity measurements, cyclic voltammetry at a gold microelectrode and thermal analysis. The electrolyte films produced were obtained as transparent and amorphous monoliths with encouraging electrochemical and thermal properties., Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) - contracto POCI/QUI/59856/2004, POCTI/SFA/3/686, bolsa SFRH/BD/22707/2005, SFRH/BD/38616/2007

Solid polymer electrolytes based on poly(trimethylene carbonate) and poly(ethylene oxide) interpenetrating networks doped with lithium hexafluoroantimonate have been prepared and characterized by measurements of ionic conductivity, cyclic voltammetry, differential scanning calorimetry and thermogravimetry. Electrolytes with lithium salt compositions of n between 5 and 15 (where n represents the total number of cation-coordinating units per lithium ion) and a host polymer component of -(O=COCH2CH2CH2O)n- units contributing between 5 and 15 wt% of the electrolyte formulation, were prepared by co-dissolution in acetonitrile. The solvent casting technique was used to produce flexible, transparent and free-standing films., Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - POCI/QUI/59856/2004, POCTI/SFA/3/686), bolsa SFRH/BD/22707/2005 and SFRH/BD/38616/2007

In this article the results of a study of a new solid polymer electrolyte based onpoly(trimethylene carbonate), henceforth designated as p(TMC), and lithium hexafluoroarsenate are described. Samples of electrolytes with different salt contents were prepared by solventcasting from tetrahydrofuran and characterized by conductivity measurements and thermal analysis using DSC and TGA. The salt content of these electrolytes was identified by theconventional notation based on the polymer/salt ratio. In accordance with this notation the value of n represents the number of ((C=O)OCH2CH2CH2O) units per lithium ion.The appearance and morphology of electrolyte samples with compositions of n between 4 and 80 was similar to that observed with electrolytes based on the same host polymer with other lithiumsalts. Over this composition range thin films of electrolyte were transparent, free-standing and completely amorphous., Shell Chemicals Limited Fundação Calouste Gulbenkian – FCG Fundação para a Ciência e Tecnologia - FCT

This book chapter, written in Portuguese, is intended as a brief introduction to the domain of solid ion-conducting polymers. This domain has been the subject of substantial research in the last few decades, driven by the perception that many of the limitations observed in solid state secondary lithium cells may be overcome by substitution of the conventional non-aqueous electrolyte by a flexible polymer film with suitable physical and chemical properties. Since 2004, the year of publication of this book chapter, a huge advance in the field has been registered but the objective of the text continues to be relevant.

Di-urea cross-linked poly(oxyethylene)/siloxane hybrids, synthesized by the sol-gel process and containing a wide concentration range of potassium triflate, KCF3SO3, have been analyzed by x-ray diffraction and differential scanning calorimetry. The pseudo-phase diagram proposed has been taken into account in the interpretation of the complex impedance measurements. The xerogels prepared are obtained as transparent, thin monoliths . At room temperature the highest conductivity found was 2 x 10-6Scm-1., Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT)

Patente Internacional nº US 7,354,531 B2, A composition for use as a polymer electrolyte, wherein said composition includes one or more polar materials and one or more polyesters of formula III (see document) wherein each unit A may be identical or different and is of the structure IV (see document) wherein each unit B may be identical or different and is of the structure V (see document) wherein R and R´are each, independently, ....., Shell Oil Company, Houston, Texas, USA

30 Male Students were used as subjects in a study to assess the effects of physiological arousal, induced by means of a placebo injection, upon visual reaction· time. Two levels of task difficulty were employed: a two-choice test requiring manual responses and a four-choice test, in which the additional two peripheral stimuli were responded to by foot pedals. Manifest Anxiety scores were used as a means to categorize subjects and allow for individual differences. EEG was monitered as a controlling measure for each subject. Pulse rates, palmar sweat index and blood pressures were used as measures of physiological arousal. Results were interpreted in terms of the YerkesDodson principle.

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química, A presença de defeitos num material origina consequências em vários níveis, quer em termos económicos, como em termos de qualidade e durabilidade do mesmo. Derivado da problemática dos defeitos, esta dissertação teve como principal objetivo o desenvolvimento e adaptação de metodologias de deteção e caracterização de defeitos em dois substratos distintos – pele natural, pela validação de processos de enchimento, e filmes poliméricos de Poliuretano, com capacidade de autorregeneração (propriedade de self-healing). Para ambos os substratos, a caracterização foi realizada em dois níveis: superficial e em profundidade. No caso da pele, foi utilizada a termografia de infravermelho e o método colorimétrico para a avaliação de defeitos superficiais. Por sua vez, o método espetrofotométrico Acid Orange, a microscopia eletrónica de varrimento e a calorimetria diferencial de varrimento foram utilizados como possíveis metodologias de validação do enchimento dos poros das peles com uma fração proteica e, consequentemente, averiguar a eficácia do mesmo na minimização de defeitos. Relativamente aos filmes de Poliuretano, após a introdução de um defeito do tipo corte nos mesmos, foram utilizadas as técnicas de microscopia ótica e perfilometria, para avaliar a regeneração do defeito superficialmente e em termos de profundidade, respetivamente. Tendo em conta o principal objetivo deste trabalho foi possível concluir que, de forma geral, as técnicas exploradas e descritas ao longo do mesmo permitiram detetar, caracterizar e identificar a minimização dos defeitos presentes quer na pele como nos filmes de Poliuretano. No entanto, algumas metodologias apresentaram limitações para a obtenção de uma caracterização eficiente e precisa dos defeitos presentes nos substratos, uma vez que os mesmos revelaram ser complexos e em alguns casos, de difícil caracterização. Posto isso, ao longo deste trabalho foram apresentadas soluções e sugestões para trabalhos futuros como possíveis formas de colmatar as limitações existentes, que, caso sejam estudadas e posteriormente otimizadas, poderão ser implementadas a nível laboratorial e industrial, quer no setor dos curtumes como dos plásticos, como forma de otimizar a gestão dos seus materiais contribuindo para um menor impacto ecológico e económico., The presence of defects in a material has consequences at various levels, both in economic terms and in terms of its quality and durability. Derived from the problem of defects, this dissertation had as its main objective the development and adaptation of methodologies for defect detection and characterization in two distinct substrates - natural leather, through the validation of filling processes, and polymeric polyurethane films, with self-healing properties. The characterization of both substrates was performed at two levels: superficial and deep. In the case of leather, infrared thermography and the colorimetric method were used to evaluate superficial defects. In turn, the Acid Orange spectrophotometric method, scanning electron microscopy, and differential scanning calorimetry were evaluated as possible methodologies for validation of the filling of leather pores with a protein fraction and, consequently, to ascertain the effectiveness of possible strategies for the minimization of defects. In the study of PU films, after introducing of a shear-type defect in them, optical microscopy and profilometry techniques were used to evaluate the self-recovery (or self healing) capacity of the PU formulation in terms of both superficial and bulk features. Taking into account the main objective of this work, it was possible to conclude that, in general, the techniques explored and described throughout the study allowed the detection, characterization and identification of defect minimization present in both leather and polyurethane films. However, these techniques presented some limitations for obtaining an efficient and accurate characterization of the defects present in the substrates, since they were shown to be complex and, in some cases, difficult to characterize, making this process more difficult. Therefore, throughout this work, solutions and suggestions for future work were presented as possible ways to overcome existing limitations. After further development and optimization these strategies may be implemented at laboratory and industrial levels, both in tanneries and for the polymer industry, as a way to optimize the management of materials contributing to a reduction in ecological and economic impact., Parte deste trabalho foi desenvolvido no âmbito do projeto BioTrace4Leather (POCI-01-0247- FEDER-039867), cofinanciado pelo Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional (FEDER), no âmbito do Portugal 2020 através do COMPETE2020 – Programa Operacional Competitividade e Internacionalização (POCI).

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química, A indústria têxtil caracteriza-se por ser uma das indústrias que mais utiliza um recurso tão importante à vida de todos os seres vivos como a água. Esta indústria encontra-se em evolução constante no sentido da redução do consumo deste recurso, ou seja, cada vez mais há a inquietação na redução do consumo de água. Ainda assim, o gasto de água em tinturaria revela ser um aspeto importante consequência dos vastos consumos durante os processos envolventes. O processo de tingimento têxtil define-se por ser um processo de coloração de fibras têxteis capazes de formar ligações com os corantes mediante o tipo de fibra e o corante que mais se adequa. Este processo tem de obedecer a um conjunto de fatores fundamentais de forma que o produto final tingido esteja de acordo com parâmetros – padrão. O trabalho apresentado teve como objetivo a redução do consumo de água nos processos de tingimento em tinturaria e para isso foram realizadas várias análises de soluções de corante em produção. As análises realizadas incorporaram diversas gamas de corante utilizadas na empresa, como Remazol, Everzol, Avitera, Novacron e Drimaren, que pertencem ao grupo de corantes reativos indicados para fibras celulósicas. A técnica utilizada foi espetrofotometria UV – Vis através da equação Beer – Lambert, mas também a equação de espaço de cores recomendada pelo Comité de Combinação de Cores da Sociedade de Tintureiros e Coloristas, que permitiu testar alguns tipos de malhas., The textile industry is characterized as one of the manufacturing sectors that uses large volumes of water, a resource that is of extreme importance for all living beings. This industrial sector is undergoing continuous change in the sense that a permanent effort is being made to reduce water consumption. Even still, the consumption of water continues to be a matter of great concern, because of the vast quantities that are involved. Textile dyeing is defined as a process in which the color of fibers is changed through the application of dyes to fibers using a procedure that involves the formation of bonds between the dye and the fiber. This procedure must obey a set of fundamental rules so that the final product is in accordance with industrial reference standards. The objective of the work presented in this monography was to reduce the consumption of water in the dyeing process and to attain this objective, various analyses were carried out on solutions of production dyes. The analyzes carried out incorporated several ranges of dyes used in company, such as, Remazol, Everzol, Avitera, Novacron and Drimaren, which belong to the group of reactive dyes indicated for cellulosic fibers. The technique used was spectroscopy in the UV/visible region with application of the Beer-Lambert law, but also using the color space equation recommended by the Society of Dyers and Colorists Color Matching Committee, to characterize various classes of textile samples.

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química, Devido às necessidades cada vez mais específicas do mercado, a indústria têxtil tem apostado no desenvolvimento de produtos funcionais com maior eficiência e custo-benefício, aliando-se à nanotecnologia. Contudo, uma das preocupações é a possível libertação dos nanomateriais, sendo por isso necessário garantir a qualidade do produto final ao longo do seu ciclo de vida. É neste contexto que se insere o presente trabalho, que teve como principal objetivo a ancoragem de nanomateriais em matrizes têxteis, bem como a sua otimização através de diversas metodologias. Para a preparação dos têxteis foram utilizados diferentes tipos de nanocápsulas com diferentes princípios ativos: materiais de mudança de fase (PCM, V6K1) para têxteis que promovem o conforto térmico, e óleos essenciais (OZ-81) para têxteis com propriedades antioxidantes/antimicrobianas. Diferentes parâmetros, tais como a utilização de agentes de ligação, o tempo de impregnação das amostras ou a técnica de funcionalização, foram estudados de forma a otimizar as condições para a funcionalização dos têxteis. As matrizes foram caracterizadas e a estabilidade e a durabilidade da funcionalização à lavagem foram avaliadas. Relativamente à funcionalização com V6K1, após a otimização das condições de funcionalização, foi possível produzir têxteis que mantinham uma entalpia de 14 J/g após 5 ciclos de lavagem. Por outro lado, os têxteis funcionalizados com OZ-81, apresentaram atividade antibacteriana forte, mesmo após os 5 ciclos de lavagem. A atividade antioxidante (pelo método de ABTS, secção 3.4.4) foi igualmente avaliada e os resultados demonstraram que a amostra têxtil possui atividade antioxidante, mesmo após 5 ciclos de lavagem (90% ± 0,56). As nanocápsulas utilizadas neste trabalho apresentaram boa solidez à lavagem, o que indica que a sua ancoragem ao têxtil foi eficaz, podendo vir a ser usadas na preparação de têxteis de primeira camada com propriedades de conforto térmico, antibacteriana e antioxidante, com durabilidade a alguns ciclos de lavagem., Due to the increasingly specific needs of the market, the textile industry has invested in the field of nanotechnology to develop more efficient and cost-effective functional products. However, one of the major concerns is the possible release of nanomaterials from the substrate, so it is necessary to ensure the best possible quality of the final product throughout its life cycle. It is in this context that the present work is inserted, whose main objective was to study the anchorage of nanomaterials to textile matrices, as well as the optimization of the process through various methodologies. For the preparation of textiles, different types of nanocapsules with different active/reactive compounds were used: phase change materials (PCM, V6K1) that promote thermal comfort and essential oils (OZ-81) with antioxidant / antimicrobial properties. Different parameters, such as the use of binding agents, the impregnation time of the samples or the functionalization techniques were studied to optimize the conditions for the functionalization process. The matrices were characterized, and the durability and stability to washing cycles was also evaluated. Regarding functionalization with V6K1, after optimizing the functionalization conditions, it was possible to produce textiles that maintained an enthalpy of 14 J/g after 5 wash cycles. On the other hand, OZ-81 functionalized textiles confirmed strong antibacterial activity even after the 5 wash cycles. The antioxidant activity was also evaluated via the ABTS method and the results showed that the textile sample maintained antioxidant activity even after 5 wash cycles (90% ± 0.56). The nanocapsules used in this work presented good wash fastness, which indicates that their anchoring to the textile was effective and could be used in the preparation of first layer textiles with thermal, antibacterial and antioxidant comfort properties., Este trabalho foi desenvolvido no âmbito do projeto “SKHINCAPS – SKin Healthcare by Innovative NanoCAPsuleS”, que recebeu financiamento do Programa de Investigação e Inovação Horizonte 2020 da União Europeia ao abrigo do contrato de subvenção nº 685909.

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química, Atualmente, os produtores agrícolas são excessivamente pressionados para obter produtos de melhor qualidade, associados a rendimentos elevados das plantações e baixo custo de produção. Para isto, é necessária a compreensão e o controlo rigoroso das características químicas, físicas e biológicas do solo. A produção agrícola pode ser afetada por fatores naturais, que não são controláveis, como por exemplo o clima, no entanto existem outros parâmetros a ter em atenção, para os quais a ciência possui a capacidade de analisar e interpretar o seu sentido. A nível laboratorial, é possível avaliar algumas características do solo incluindo a acidez, a disponibilidade de nutrientes assimiláveis, o teor de matéria orgânica, e a textura. A junção da determinação destas características fornece uma visão geral do solo. As análises ao solo fornecem informação sobre os elementos que são ou vão ser disponibilizados à cultura ao longo do período de produção. Isto é possível graças à utilização de soluções de extração como, por exemplo, Mehlich 3. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo a aplicação de diferentes técnicas laboratoriais para a análise de solo e matéria vegetal, de forma a otimizar parâmetros nutricionais para o crescimento saudável das plantações. As técnicas analíticas utilizadas neste trabalho foram a espectrofotometria de emissão ótica com plasma indutivo acoplado (ICP-OES), digestão assistida por micro-ondas, espectrofotometria UV/Vis e análise elementar de carbono e nitrogénio total. Para a apresentação de resultados, apesar de serem efetuadas análises a muitas amostras, apenas foram selecionadas algumas, que representam o trabalho prático efetuado na empresa A2 Análises Químicas, Lda., Farmers are currently under pressure to obtain better quality products, associated with high crop yields and low production costs. For this, an understanding and strict control of chemical, physical and biological characteristics of the soil is necessary. Agricultural production can be affected by natural factors, which are not controllable, such as climate, but there are other parameters to consider, and in certain cases science can analyze and interpret their meaning. At the laboratory level, it is possible to evaluate specific characteristics including soil acidity, availability of nutrients, organic matter content, and soil texture. The determination of these characteristics provides an overview of the condition of the soil. Soil analysis provides information about the elements that are or will be made available to the crop over the period of growth. This is possible through the use of extraction solutions such as Mehlich 3. In this context, the present work aims at the application of different laboratory techniques for the analysis of soil and vegetable matter, in order to optimize nutritional parameters for the healthy growth of crops. The analytical techniques used in this work were inductively coupled plasma optical emission spectroscopy (ICP-OES), microwave assisted digestion, UV/Vis spectrophotometry and elemental analysis of carbon and total nitrogen. Regarding the presentation of results, although many samples were analyzed, only a few were selected. These samples were selected to represent the practical work carried out in the A2 Análises Químicas laboratory during this placement.

Relatório de estágio de mestrado em Ciências - Formação Contínua de Professores (área de especialização em Física e Química)

Relatório de mestrado em Ciências - Formação Contínua de Professores (área de especialização em Física e Química), Pretendeu-se com este relatório de atividade profissional cumprir os requisitos para a obtenção do grau de mestre em “Ciências - Formação Contínua de Professores”, na área de especialização em Física e Química, de acordo com o Despacho RT-38/2011, ponto 3: “Os diplomados que tenham terminado as suas licenciaturas ao abrigo do sistema de graus anterior ao lançamento do Processo de Bolonha e que tenham mais de cinco anos de experiência profissional relevante, poderão obter o grau de mestre inscrevendo-se num ciclo de estudos conducente ao grau de mestre na especialidade, solicitando a creditação da formação adquirida na respetiva licenciatura e apresentando, em alternativa à dissertação, um relatório detalhado sobre a sua atividade profissional, objeto de prova pública que incluirá a discussão das experiências e competências adquiridas.” [1] Nesse sentido, segundo a aplicação do Despacho RT-38/2011, regulamentado pela Circular VRT/RVC-01/2012, o relatório supracitado, abordará os seguintes itens: 1 - Enquadramento científico da atividade desenvolvida no exercício efetivo de funções docentes (este enquadramento científico poderá versar sobre um tópico específico ou sobre o programa de um determinado ano de escolaridade que o mestrando tenha lecionado); 2 - Apresentação e discussão de projetos científicos inovadores desenvolvidos pelo mestrando e que tenham contribuído inequivocamente para o desenvolvimento e melhoria da aprendizagem dos conteúdos disciplinares oficiais por parte dos alunos; 3 - Estágios e ações de formação em que participou, como formando ou formador, discutindo a sua relevância na melhoria do seu desempenho na vertente científica; 4 - Eventuais trabalhos de natureza científica referentes a temas da sua área de especialidade e respetivo contributo para a atividade docente desenvolvida até à data. Para o enquadramento científico do trabalho selecionou-se o domínio - “Classificação dos materiais”, do qual o subdomínio - “Propriedades dos materiais e Tabela Periódica”, atendendo ao objetivo geral - “Compreender a organização da Tabela Periódica e a sua relação com a estrutura atómica e usar informação sobre alguns elementos para explicar certas propriedades físicas e químicas das respetivas substâncias elementares”, de acordo com as Metas Curriculares do 3.º Ciclo - Ciências Físico-Químicas, de 2013, a lecionar no 9.º ano de escolaridade. [2] Apresentaram-se para o objetivo geral, acima anunciado, vários descritores, que foram explorados através de instrumentos/ metodologias diversificadas e inovadoras, com o verdadeiro intuito de motivar, cativar e envolver os alunos no seu processo de ensinoaprendizagem. Durante este percurso não foi descorada a avaliação sistemática, bem como, o processo de reflexão e crítica. Como tradição de boas práticas letivas, os conteúdos foram integrados, sempre que possível e adequado, numa perspetiva de ligação com a Sociedade, que tão transformada tem sido pela Ciência e pela Tecnologia, e com o quotidiano dos alunos. Neste documento descreveram-se projetos/ atividades, no âmbito das Ciências Físico-Químicas, implementados no espaço sala de aula e extra-aula, que permitiram impulsionar o interesse dos alunos para novas aprendizagens, e contribuíram inequivocamente para o desenvolvimento do espírito científico/ crítico dos alunos, como: “Pequenos Cientistas”; “Charcos com Vida”; “Escola Eletrão”; “Sim, este ano o Natal é Amarelo!”; “Brigadas Positivas”; “FreixoInova” e “O Tampinhas”. Acrescentaram-se as atividades extracurriculares: visitas de estudo; Clube de Ciências; Clube da Proteção Civil e Ambiente; Sala MultiSaber e Dia da Ciência/ Ciência na Escola. Por último, adicionaram-se as ações de formação frequentadas na vertente específica das Ciências Físico-Químicas e das novas tecnologias, que possibilitaram melhorar/ alterar práticas de ensino, com a intenção de acompanhar as necessidades e aproveitar as diferentes aptidões dos atuais alunos. Quanto ao item 4, mencionado no segundo parágrafo da página iv, nada foi referido., The purpose of this report is to fulfill the conditions for obtaining a Masters degree in Science - Continuing studies for Teachers, in the specialist sub-domain of Physics and Chemistry, in accordance with item 3 of Despatcher RT-38/2011: "Graduates that have terminated their degree courses under pre-Bolonha regulations, and that have more than five years of relevant professional experience, may be obtain a Masters degree through entry into a specialized Masters degree course, by requesting attribution of course credits from units completed in their licenciate degree, and by presenting, as an alternative to a dissertation, a detailed report of their professional activity, with assessment in a public exam that includes discussion of their experience and acquired competence." With this purpose, in accordance with Dispatch RT-38/ 2011, regulated by circular VRT/RVC-01/2012, the above report will include the following itens: 1 - A scientific outline of the activity carried out within the context of normal teaching duties (this scientific component may describe a specific topic or a program of a certain curricular year that the master degree student has taught); 2 - The presentation and discussion of innovative scientific projects developed by the master degree student and that have contributed to an improvement in the learning process of students in the official curriculum content; 3 - Placements or short courses in which the master degree student has participated, as a student or teacher, discussing the relevance in effective teaching of scientific course content; 4 - Contributions of a scientific nature relevant to topics in the area of specialization and respective contribution to the teaching activity of the master degree student up to the current time. The scientific framework chosen for the report is that of "Classification of Materials", in the sub-domain of "Properties of materials and the Periodic Table", with the general objectives of "Understanding the organization of the Periodic Table and its relationship with atomic structure, using information from some of the elements to explain specific physical and chemical properties and behavior". These objectives are in accordance with the curricular aims of the 3rd Cycle of Physical and Chemical Sciences, taught to the 9th year of the school curriculum. In this report the means used to attain the general objectives cited in the previous paragraph are described. These include the use of diverse and innovative instruments/ methodologies to motivate, captivate and involve students in the teaching/ learning process. During this teaching process students were systematically evaluated, and their capacity to reflect and criticize was developed. In accordance with good teaching practice, whenever possible and appropriate, the contents of the classes were presented with a clear link to Society, emphasizing the importance of Science and Technology in day-to-day life. In this document, projects that were elaborated in the domain of Physical and Chemical Sciences and that were implemented in the classroom have been discussed. Strategies that contributed to the interest of the students in acquiring new knowledge, consolidating or deepening existing knowledge, or in developing appropriate learning methods and skills intended to help students to continue with further study, have been described. These contributions have undeniable importance for the future careers of the students, as well as transmitting the huge significance of Science in their daily lives. Within this report, the scientific activities that contributed to the development of a critical/ scientific approach to problem-solving have been presented. These activities include "Little Scientists", "School Electron", "Yes, this year the Christmas is yellow!", "Positive Brigades", "FreixoInnovates" and "Caps". Other extracurricular activities including the Science club, Civil and Environmental Defense club, the multi-functional library and Science day/ open laboratory day are also included in the report. Finally, short in-service courses within the domain of Physical-Chemical Sciences and new technology, in which the author participated, have been identified and described. The reason for participating in these courses was to provide means through which teaching practice could be altered or improved in order to accompany the needs and to take full advantage of the abilities of students. With respect to item 4, of the second paragraph of page iv, there are no relevant contributions.

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caracterização e Análise Química, Com o desenvolvimento das tecnologias e com as crescentes necessidades dos seres humanos tornou-se fundamental aproveitar e reaproveitar aquilo que a natureza tem para oferecer. O estudo das características químicas e físicas do solo apresenta uma extrema importância pois permite a criação de programas adequados para uma protecção e manutenção saudável do mesmo. Com vista a obtenção de solos com características ideais e culturas saudáveis podem ser aplicados corretivos orgânicos provenientes de várias origens, sendo que neste trabalho são apresentados maioritariamente corretivos obtidos por reaproveitamento de materiais ou aqueles provenientes de processos de origem natural. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo a aplicação de técnicas laboratoriais para a análise de solos, matéria vegetal e corretivos orgânicos, com vista à otimização de parâmetros nutricionais para o crescimento saudável das culturas. As técnicas utilizadas neste trabalho foram: digestão assistida por microondas, espectrometria de emissão ótica com plasma acoplado, espectrofotometria Ultra Violeta-Visível e análise elementar de carbono e nitrogénio total. Serão apresentados os procedimentos experimentais realizados, sendo que alguns outros métodos ainda em teste foram realizados, mas não serão apresentados na totalidade. Foram efetuadas análises a um elevado número de amostras mas apenas foram selecionadas algumas delas que permitem ilustrar o trabalho prático efetuado. Neste trabalho, está também apresentada a pesquisa efetuada para a empresa Braval com o objetivo da implementação de um laboratório de análises de composto obtido a partir de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) por processos mecânicos e biológicos., With the development of new technologies, and the increase in the resources necessary to sustain the expansion of the global population, it has become of critical importance to use and reuse what nature has to offer. The study of the chemical and physical characteristics of soil presents a challenge of great importance because it allows scientists to create appropriate programs for soil protection, conservation and maintenance of productive health. With the objective of obtaining soil with ideal characteristics and providing a healthy environment for growing plants, organic correctives discussed from various sources are applied. In this report most of the correctives have been obtained by reusing materials or by implementing naturally-occurring processes. In this context, the report describes the application of laboratory techniques for the analysis of soil, organic vegetable matter and correctives. The principal objective is to optimize nutritional parameters for the healthy growth of crops. The techniques used in this project include: microwave digestion, optical emission spectrometry in an inductively coupled plasma, UVVisible using spectroscopy and elemental analysis of carbon and total nitrogen. Selected experimental procedures performed during this industrial placement have been presented, and some of the methods that are currently being assessed have been described, but only a small number of the samples analyzed have been included to illustrate the practical work carried out. This report also contains a brief description of the study conducted for Braval. The purpose was to implement a composite analysis laboratory to characterize samples from municipal solid waste that have been digested by mechanical and biological processes.

Dissertação de mestrado em Técnicas de Caraterização e Análise Química, Este trabalho surge como parte de um projeto de dissertação vinculado à Universidade do Minho, pelo curso de Mestrado em Técnicas e Caracterização de Análises Químicas. O trabalho foi efetuado em ambiente empresarial na Lameirinho S.A., sendo uma empresa direcionada para os têxteis-lar. A primeira parte do estágio consistiu na integração no laboratório de controlo de qualidade de testes físicos e químicos aos tecidos acabados e no laboratório de cor. Os testes físicos e químicos realizados foram a resistência à tração, ao rasgo, à formação de borboto, à abrasão, determinação da contextura, da estabilidade bidimensional, do aspeto após lavagem, da solidez à fricção, da lavagem à água, do suor e da composição do algodão/poliéster. No laboratório de cor foram efetuados tingimentos em tecido de algodão com corantes reativos e retingimentos utilizando os pigmentos. A segunda parte do estágio foi baseada na implementação de novos ensaios, a determinação de resíduos de formaldeído em amostras têxteis, a determinação da solidez à saliva e da solidez à limpeza a seco. A análise de formaldeído nos têxteis tem vindo a ganhar uma enorme importância devido aos problemas que o composto pode trazer à saúde humana. A maior preocupação é quando os artigos são para o uso de bebés/ crianças. A solidez à saliva é particularmente importante quando se trata de têxteis para bebés. Este teste usa uma saliva artificial e tem como finalidade determinar se os corantes podem ser transferidos do têxtil para a boca. A Lameirinho é uma empresa com padrões e regras muito rigorosas principalmente quando o artigo é destinado a bebés/ crianças. Devido a esse fato apresenta um certificado de qualidade muito importante na área têxtil, o Certificado Oeko-tex® Standard 100., This report is presented as the result of a thesis project that was completed as part of a degree course in the University of Minho, integrated in the Masters degree in Analytical Techniques and Characterization by Chemical Analysis. The project was carried out in an industrial environment within the installations of Lameirinho, S.A., a company that produces home-textiles. The first part of the placement involved integration as a member of technical staff in the physical/chemical tests and colours laboratories. The physical-chemical tests that were performed included traction, tearing, pilling, abrasion resistance and contexture determination. Further tests included the determination of bidimensional stability, color fastness to frictional, washing and sweat and the appearance after washing. Compositional evaluation of cotton/polyester mixtures and dyeing of cotton textiles with reactive dyes and re-dyeing using pigments were also carried out. The second part of the placement involved the implementation of new tests: the determination of formaldehyde residues in textile samples and the evaluation of colorfastness to saliva and dry cleaning chemicals. The analysis of formaldehyde in textiles has been assuming greater importance as a result of problems that this compound creates in terms of human health. The principal concern arises when textile articles are used by infants. The objective of this specific test is to use artificial saliva to determine whether dyes might be transferred to an infant´s mouth through contact with textiles. Lameirinho is a firm with high standards, particularly when infant health is concerned. Consequently, one of several important industrial certifications that have been awarded to the firm is the Oeko-tex Standard 100.

Dissertação de mestrado em Ciências – Formação Contínua de Professores : Física e Química, O ensino das ciências, designadamente da Química, de uma forma contextualizada surge como uma estratégia para um ensino significativo, pelo que o objetivo deste trabalho foi a utilização do tema “Química na Análise de Crimes” para abordar algumas temáticas da Química. A metodologia usada foi a construção de um cenário de crime ficcional, a partir do qual e para análise dos diversos vestígios aí encontrados, é proposta aos alunos a realização de um conjunto de análises químicas, do domínio forense, que visa a resolução do crime e ser o veículo para a integração do conhecimento. Esta abordagem gerou um grande interesse e curiosidade nos alunos, não só pelo desenrolar da investigação mas também pela estreita relação entre esta e o conhecimento químico. Isto foi evidenciado pela enorme participação dos alunos, através das questões colocadas e da discussão gerada quando da apresentação das provas. Os conteúdos ao serem abordados com base nos princípios CTS (Ciência, Tecnologia e Sociedade), apresentam-se ao aluno de uma forma menos abstrata, intimamente relacionada com a realidade o que permite despertar o interesse e curiosidade para o ensino da Química., The teaching of Science, particularly of Chemistry, in a contextual manner, arises as a promising strategy for a meaningful and motivating approach that may be applied in the classroom. The objective of this project was to use the theme “Chemistry in the analysis of crime” to present some relevant topics within the secondary school chemistry curriculum. The methodology applied in this project was based on the creation of a fictional forensic crime scene, from this stage and with the evidence and clues identified by the students, the participants carry out a series of chemical analyses, within the domain of forensic chemistry. The objective is to solve the mystery and identify the criminal, at the same time providing insight into the role of Chemistry in crime detection and the importance of an integrated scientific approach for criminal detectives. This approach created enormous interest and curiosity on the part of the students, not only during the various stages of simulated criminal investigation, but also because of the evident need for chemical knowledge in interpreting the evidence. The interest was made clear by the willing participation of the students, through the questions they asked the teacher and the animated discussion that surrounded the evidence. The content of theses classes, focussed on selected topics within CTS (Science, Technology and Society), are presented to students in a less abstract manner, are intimately related to their immediate environment and can therefore awaken interest and curiosity within the students and provide the motivation necessary to study Chemistry.

Dissertação de mestrado em Química – Formação Contínua de Professores (área de especialização em Química, Ensino de Química), Este trabalho pretende acima de tudo tornar as aulas de Física e Química mais motivadoras, estimulantes e interessantes para os alunos. Atualmente, os alunos entram na sala de aula entusiasmados com algum episódio de uma série televisiva que viram no dia anterior e colocam sempre várias questões sobre a veracidade das técnicas utilizadas, a rapidez e a credibilidade dos resultados obtidos. Alguns destes cenários são aqui abordados e explorados para introduzir novos conteúdos de Física e Química na sala de aula, com o objetivo de tornar as aulas mais motivadoras, atrativas e estimulantes para os alunos, despertar o interesse pelo estudo da Física e/ou da Química, diminuir a indisciplina dentro da sala de aula e melhorar os resultados à disciplina. Os cenários possíveis são muitos e variados. Aqueles que são aqui abordados estão relacionados com a identificação e avaliação de sólidos e líquidos, a falsificação de óleos alimentares, a caracterização de documentos através da identificação de tintas e/ou o papel, a localização de manchas de sangue e a identificação de fibras têxteis., The objective of the project presented in this thesis is to make Physics and Chemistry classes more motivating, stimulating and interesting for students. Often our students enter the classroom enthused with an episode of a program they watched on television the day before. They ask their teacher if the methods used by the actors are real, if they provide results so quickly and if we really can believe the results... There is no single response to these questions, sometimes the answer is “yes, it really is possible for science to provide fast and correct answers”, in other cases the programs are little more than science fiction. The situations that are presented in this thesis have been proposed and exploited to introduce new concepts in the classroom in a manner that is intended to make the classes more motivating, attractive and stimulating for the students, to awaken their interest in studying this domain and to improve their understanding of science. The scenes that may be created are many and varied. Those that are presented here are related to the identification and evaluation of solids and liquids, the counterfeiting of edible oils, the characterization of documents by ink and paper analysis, the localization of blood samples and the identification of the chemical nature of textile fibers.

Tese doutoramento em Ciências (Área de especialização em Química), Na última década, a diminuição do consumo de energia e a procura de fontes alternativas para a produção de energia eléctrica têm assumido uma posição de relevo no seio da comunidade científica. Os electrólitos poliméricos sólidos (SPEs) constituem uma interessante classe de materiais que poderão conduzir ao desenvolvimento de novos dispositivos electroquímicos de estado sólido, cujo contributo poderá ser preponderante na resposta a estas questões de interesse estratégico para o futuro da humanidade. No âmbito deste trabalho de doutoramento, foram preparados diversos electrólitos poliméricos sólidos recorrendo a duas abordagens sintéticas diferentes e caracterizados por espectroscopia de impedância complexa, calorimetria diferencial de varrimento, análise termogravimétrica e voltametria cíclica. A matriz polimérica poli(oximetilenoxietileno) foi sintetizada através de um procedimento aperfeiçoado que permitiu a obtenção de um polímero com elevada estabilidade térmica e adequadas propriedades electroquímicas e mecânicas. Este polímero, designado de aPEO, foi caracterizado através de técnicas como a cromatografia de permeação de gel, análises térmicas, espectroscopia de impedância complexa e espectroscopia de ressonância magnética. Recorrendo ao método de deposição, foram preparados SPEs baseados em diferentes matrizes hospedeiras, como o poli(carbonato de trimetileno) (p(TMC)), o poli(epiclorohydrin-co-óxido de etileno-co-alil glicidil éter) (p(EEO-AGE)), e o poli(oximetilenoxietileno) (aPEO), e dopados com sais de lítio. Os electrólitos poliméricos produzidos apresentaram-se como sendo materiais flexíveis, transparentes e auto-sustentados. A rede interpenetrante aPEO/p(TMC)(X/Y)nLiClO4 apresentou os resultados de condutividade iónica mais elevados (1.13x10-4 Scm-1 para a composição aPEO/p(TMC)(90/10)5LiClO4, à temperatura ambiente). A estratégia sol-gel foi utilizada para preparar sistemas híbridos orgânicoinorgânicos, designados de di-ureasils, constituídos por um esqueleto silicioso covalentemente ligado, através de grupos ureia, a cadeias de polioxietileno (PEO) de diferentes pesos moleculares e dopados com sais de lítio. Os híbridos di-ureasils produzidos são transparentes e flexíveis, apresentando propriedades térmicas e electroquímicas adequadas para aplicação em diversos dispositivos tecnológicos. De entre todos os materiais híbridos preparados, o electrólito d-U(2000)10LiTFSI destacouse pelo facto de apresentar o valor mais elevado de condutividade iónica (1.21x10-3 Scm-1 at 100ºC). Os resultados de estudos preliminares da aplicação de alguns dos sistemas de SPEs estudados em dispositivos electrocrómicos constituídos por quatro camadas, demonstraram que as propriedades mecânicas e electroquímicas dos electrólitos poliméricos são interessantes, na medida em que dão origem a dispositivos com elevado contraste óptico, curto tempo de resposta e boa variação de densidade óptica., During the last decade the reduction of energy consumption and the exploitation of alternative energy sources for electrical power generation have been attributed a position of priority by the scientific research community. Solid polymer electrolytes (SPEs) are an interesting class of materials that may lead to the development of novel solid-state electrochemical devices with potentially useful contributions in these high priority topics. In this project several solvent-free polymer electrolytes were prepared using two different synthetic approaches and characterized by conductivity measurements, cyclic voltammetry at a gold microelectrode and thermal analysis. An improved procedure was used to prepare a poly[oxymethylene-oligo(oxyethylene)] network with good thermal stability and appropriate electrochemical and mechanical properties. This polymer, designated as aPEO, has been characterized by gel permeation chromatography, thermal analysis, conductivity measurements and nuclear magnetic resonance spectroscopy. SPEs based on poly(trimethylene) carbonate, poly(epichlorohydrin-co-ethylene oxide-co-allyl glycidyl ether), poly[oxymethylene-oligo(oxyethylene)] and interpenetrating networks based on poly(trimethylene carbonate) / poly(ethylene oxide) and poly(trimethylene carbonate) / poly[oxymethylene-oligo(oxyethylene)] blends have been prepared. The traditional solvent casting technique was used to produce electrolytes based on these polymer hosts and containing lithium salts. These electrolytes were presented as flexible, transparent and self-supporting films. At room temperature the highest conductivity results were obtained for the aPEO/p(TMC)(X/Y)nLiClO4 interpenetrating network (1.13x10-4 Scm-1 at ambient temperature for the aPEO/p(TMC)(90/10)5LiClO4 electrolyte). The sol–gel synthetic strategy was used to prepare organic–inorganic hybrid electrolyte systems composed of a di-urea cross-linked poly(ethylene oxide) (PEO)/siloxane (di-ureasil) matrix with a wide concentration range of lithium guest salts. In these materials the di-ureasil matrices possess poly(oxyethylene) chains of different average molecular weights covalently bonded to siloxane domains by means of urea cross-linkages. The di-ureasil hybrids produced were obtained as transparent and flexible materials, with thermal and electrochemical properties considered appropriate for a variety of technological applications. The d-U(2000)10LiTFSI electrolyte showed the highest ionic conductivity (1.21x10-3 Scm-1 at 100ºC) of all hybrid organic-inorganic systems studied. Four-layer sandwich structure prototype solid-state electrochromic devices were assembled and subjected to preliminary characterization. The results of this study demonstrated that mechanical and electrochemical characteristics of the polymer electrolytes were appropriate and led to devices with encouraging optical contrast, adequate response times and good optical density variation., Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) bolsa de doutoramento (referência SFRH/BD/22707/2005).

Dissertação de mestrado em Química (área de especialização em Técnicas de Caracterização e Análise Química), O domínio da química têxtil continua a desenvolver-se rapidamente, motivado por um insaciável apetite industrial para materiais inovadores com propriedades que satisfaçam as necessidades do mercado comercial. As fibras têxteis têm diversas aplicações, são amplamente utilizadas e encontradas em resíduos em quase todos os locais de crime. O objectivo deste projecto foi avaliar a contribuição que os métodos térmicos podem fazer na identificação de pequenas amostras de fibras, recolhidas do local de crime como potenciais provas. Os resultados do estudo de uma selecção de fibras naturais e a manufacturadas foram avaliados para determinar se a identificação da natureza da amostra é possível para fibras típicas. Este trabalho de investigação está apresentado essencialmente em três capítulos distintos. O objectivo do primeiro capítulo desta tese é fornecer um enquadramento teórico nos domínios da ciência forense, fibras têxteis e técnicas que podem ser úteis na identificação de fibras. O segundo capítulo descreve as condições experimentais e os procedimentos utilizados na preparação de amostras para estudo por técnicas térmicas (DSC, TGA) e métodos complementares (SEM, teste de chama e coloração). No terceiro capítulo apresentam-se, os resultados obtidos e a discussão dos mesmos. Recorrendo à técnica de DSC, estudou-se a influência de certos parâmetros (quantidade de amostra utilizada, velocidade de varrimento, o efeito da colocação das folhas de alumínio e da perfuração do tampa cadinho) que podem influenciar os resultados. Os efeitos mais específicos como a temperatura de armazenamento, o uso de um disco de ouro como suporte de amostra, a presença de misturas de fibras e a exposição a um ambiente seco também foram estudados pela técnica de DSC. Todos estes factores podem modificar o comportamento da fibra. Algumas fibras têxteis com maior desenvolvimento na industrial têxtil foram também caracterizadas por outros métodos reconhecidos, como SEM, teste de chama e coloração. No fim deste capítulo, são apresentadas as conclusões do estudo e perspectivas para trabalho futuro., The field of textile chemistry continues to develop rapidly, driven by an insatiable appetite for industrial materials with innovative properties that meet the needs of the commercial market. Fibers have several applications, are widely used and residues are found in almost all crime scenes. The aim of this project is to assess the contribution that thermal methods may make to the identification of small samples of fibers collected as trace evidence from the crime scene. The results of this study of a selection of natural and manufactured fibers were evaluated to determine if the identification of small amounts of sample is possible for typical fibers. This research work is presented in three separate chapters. The aim of the first chapter of this thesis is to provide a theoretical framework in the fields of forensic science, textile fibers and techniques that may be useful in identifying them. The second chapter describes the experimental conditions and procedures used to prepare samples for study by thermal techniques (DSC, TGA) and complementary methods (SEM, flame test and color). In the third chapter the results are presented and discussed. Using DSC, we studied the influence of certain parameters including the amount of sample used, scan rate, the effect of placing Al foil within the crucible, perforation of the crucible lid and the use of a gold disk support. More specific effects such as temperature pretreatment, the presence of fiber blends and exposure to a dry environment were also studied by DSC. All these factors may contribute to a change in the behavior of the fiber. Some fibers with widespread use in the textile industry were also characterized by other recognized methods including SEM, flame and color testing. The conclusions and perspectives for future work are presented at the end of this chapter.

Os electrólitos sólidos poliméricos são uma classe de materiais condutores de iões passíveis de ser aplicados numa grande variedade de dispositivos electroquímicos como células de lítio, células de combustível, sensores ou dispositivos electrocrómicos. A utilização daquele tipo de materiais possibilitaria uma diminuição do peso e do volume destes dispositivos, melhorando ao mesmo tempo os parâmetros de operação. A ausência de um electrólito líquido permitiria custos mais baixos ao nível de vedações, uma arquitectura mais simples e a diminuição dos riscos associados, por exemplo, à evolução de gases no interior do dispositivo. Um electrólito sólido polimérico é um sistema constituído por um polímero hospedeiro e um sal. O polímero hospedeiro permite a movimentação de iões entre “locais de hospedagem”, favorecendo assim a condução iónica. O polímero hospedeiro mais extensamente estudado é o poli(óxido de etileno). Apesar de todos os esforços, as condutividades alcançadas para electrólitos baseados em poli(óxido de etileno) não são ainda suficientes para permitir aplicações comercialmente competitivas. Para além disto, o poli(óxido de etileno) é um polímero cristalino que tende a ser quebradiço. Esta propriedade torna difícil um bom contacto com os eléctrodos, por exemplo, numa célula de lítio. No âmbito deste trabalho de dissertação, foram preparados filmes finos de electrólitos sólidos poliméricos constituídos por poli(óxido de etileno), poli(carbonato de trimetileno) e tetrafluoroborato de lítio. Os filmes preparados foram caracterizados por Espectroscopia de Impedância Electroquímica, Calorimetria Diferencial de Varrimento e Análise Termogravimétrica. Os estudos de caracterização revelam que a mistura de pequenas proporções de poli(carbonato de trimetileno), um polímero amorfo, permite uma notável melhoria nas propriedades mecânicas dos filmes, produzindo-se assim filmes mais finos e flexíveis. Para determinadas composições, foi ainda possível uma melhoria de condutividade relativamente a filmes contendo apenas o polímero poli(óxido de etileno). Este estudo demonstra que o poli(carbonato de trimetileno) deve ser visto como um polímero a ter em consideração para a melhoria das propriedades mecânicas de electrólitos sólidos baseados em poli(óxido de etileno), sem comprometer a sua condutividade e sem as desvantagens associadas à introdução de líquidos plasticizantes., Solid polymer electrolytes form a class of ion-conducting materials that may find application in a great variety of electrochemical devices such as lithium cells, fuel cells, sensors or electrochromic displays. The use of this type of material would make possible a marked reduction of the weight and volume of these devices and at the same time an improvement in certain operational characteristics. The absence of a liquid electrolyte would allow a simpler architecture, less expensive in terms of seals and would also permit a significant reduction of the risk associated with the evolution of gas inside the device. A solid polymer electrolyte is a system containing a host polymer and a guest salt. The host polymer structure allows the ions to “hop” between complexation sites, favoring the conduction of ions. The most widely studied host polymer is poly(ethylene oxide). In spite of all recent efforts, conductivity levels achieved for poly(ethylene oxide) based electrolytes are still not high enough to allow commercially competitive applications. Poly(ethylene oxide) is a very crystalline polymer that tends to be brittle. This property makes establishing a good contact with the electrodes, for instance in a lithium cell, more difficult than in competing liquid electrolyte systems. The objective of this thesis was the preparation of thin films based on blends of poly(ethylene oxide) and poly(trimethylene carbonate) with lithium tetrafluoroborate as guest salt. The films were characterized by Electrochemical Impedance Spectroscopy, Differential Scanning Calorimetry and Thermogravimetric analysis. The characterization studies revealed that adding small amounts of poly(trimethylene carbonate), an amorphous polymer, allows a marked improvement in the mechanical properties of the films. For certain film compositions, a concomitant increase in conductivity was observed relative to films containing only poly(ethylene oxide) as host polymer.

Tese de doutoramento em Ciências (área de especialização em Química), A preparação e o estudo dos electrólitos poliméricos requer condições instrumentais particularmente exigentes pelo que o primeiro objectivo do trabalho, descrito nesta dissertação, consistiu no desenvolvimento de um sistema que assegurasse o preciso controlo destas condições. A optimização dos procedimentos seguidos para a preparação dos electrólitos poliméricos, na forma apropriada, foi um passo fundamental deste trabalho. Numa fase inicial do trabalho, avaliou-se a influência de alguns parâmetros experimentais nas propriedades dos filmes de electrólitos poliméricos, preparados pelas técnicas de moldagem e por prensagem. O estudo da influência da temperatura e da composição na condutividade de electrólitos poliméricos baseados em poli(óxido de etileno) PEO, contendo triflatos de lantânio, európio, neodímio e cério, teve como objectivo determinar as potencialidades destes materiais como condutores iónicos multivalentes. A caracterização das propriedades térmicas destes sistemas permitiram definir, parcialmente, o respectivo diagrama de fases, avaliando-se as condições em que estes materiais apresentam os valores mais elevados de condutividade, num intervalo de temperatura compreendido entre 25 e 100 o C. A síntese de um polímero amorfo poli[metoxi-oligo-(óxidode etileno)], PMEO, com as propriedades de complexação semelhantes ao PEO, é uma das estratégias mais promissórias para se produzir electrólitos poliméricos com condutividade mais elevada. Pretendeu-se determinar a aplicabilidade destes materiais em electrólitos poliméricos envolvendo os mesmos sais de lantanídeos anteriormente utilizados. A caracterização do processo de transporte iónico nos electrólitos poliméricos é uma das áreas menos estudada deste domínio. Desenvolveu-se uma célula de Hittorf apropriada para se determinar, por esta técnica, o número de transferência do lítio num electrólito polimérico baseado em PEO e contendo perclorato de lítio., The preparation and study of polymerelectrolytes must be performed under very well defined experimental conditions and one of the first objectives of the work described in this dissertation was the development of a system which assures the control of all these conditions. The optimization of the experimental conditions involved in the preparation of the polymer electrolytes, in order to obtain this kind of material in the form of thin films, was a fundamental step of the work reported here. In the initial phase the influence of experimental parameters, on the properties of polymer electrolyte films obtained by solvent casting and hot-pressing technique as evaluated. The study of the influence of temperature and composition on the conductivity of the polymer electrolytes based on poly(ethylene oxide) PEG, and triflates of lanthanum, cerium, neodymium and europium, was performed to determine the potential of these materials as multivalent ionic conductors. The characterization of the thermal properties of all these systems allowed us to draw a partial pseudo equilibrium phase-diagram, and estimate the conditions under which these materials show higher conductivity, over a temperature range between 25 and 100oCo The synthesis of an amorphous polymer, poly[methoxy-oligo-(ethylene oxide)] PMEO, with complexation properties similar to those of PEO is a promising route for producing polymer electrolytes with high conductivity. The application of PMEO as the solubilizing media in polymer electrolytes involving the same triflate salts previously referred was also evaluated. The characterization of the process of ionic transport in polymer electrolytes is one of the less studied areas of this domain. A modified Hittorf cell was developed to enable this technique to be applied to the deterrnination of lithium transference number in a polymer electrolyte based on PEG and containing lithium perchlorate., Fundação Calouste Gulbenkian; Fundação Luso-Americana; EC BRITE-EURAM PROJECT BREU-O167-(SMA).