Ciências Exatas e da Terra
http://hdl.handle.net/10183/7
2024-03-28T21:17:42ZOrigem e significado tectônico dos complexos metavulcano-sedimentares do Cinturão Irumide Sul na Província de Tete, NW de Moçambique
http://hdl.handle.net/10183/274331
Origem e significado tectônico dos complexos metavulcano-sedimentares do Cinturão Irumide Sul na Província de Tete, NW de Moçambique
Petry, Thales Sebben
Nesta tese foi investigada a origem e evolução dos complexos metavulcano-sedimentares do Cinturão Irumide Sul na Província de Tete, noroeste de Moçambique. Os complexos Zâmbuè, Fíngoè, Cazula e Chidzolomondo foram selecionados para o estudo de proveniência de zircão detrítico com a datação U-Pb e avaliação das composições isotópicas Lu-Hf, geoquímica de rocha total e química mineral. O Cinturão Irumide Sul consiste em um cinturão de idade Mesoproterozoica formado a margem norte do Cráton do Zimbábue e que compõem o conjunto de cinturões orogênicos do Ciclo Grenviliano na região sudeste da África. A sua evolução registra um Ciclo de Wilson completo com a abertura e o fechamento de um oceano existente entre os crátons Zimbabwe e Bangweulu entre 1400-1000 Ma, caracterizando a Orogênese Irumide. Os complexos supracrustais do cinturão foram interpretados como bacias de margem passiva e bacias de arco deformadas e metamorfizadas durante a colisão entre os dois crátons. O Supergrupo Zâmbuè compreende uma sucessão de ortoquartzitos e meta-arcóseos com a ocorrência subordinada de xistos calci-silicaticos, mármores e um complexo basal de orto e paragnaisses. Os complexos Fíngoè e Cazula são compostos por meta-arenitos, xistos calci-silicáticos e metapelitos intercalados com rochas metavulcânicas félsicas, máficas e ultramáficas. O Complexo Chidzolomondo compreende gnaisses básicos a intermediários de origem vulcânica, gnaisses pelíticos, calci-silicáticos e quartzo-feldspáticos migmatíticos, metamorfizados na fácies granulito. A datação U-Pb em zircão detrítico de cinco amostras metassedimentares dos complexos estudados mostraram áreas fonte principais mesoproterozoicas com idades entre 1360 e 1080 Ma. As determinações isotópicas Lu-Hf em zircão mostraram valores de εHf(t) predominantemente positivos entre +2 e +10 e as idades modelo HfTDM entre 2,0 e 1,2 Ga, indicando uma assinatura isotópica juvenil, relacionada ao magmatismo de arco do cinturão. As contribuições menores de cristais de zircão Arqueano e do Paleoproterozoico evidenciam a proximidade do arco com um núcleo cratônico, ou mesmo a existência de um embasamento ensiálico para o cinturão. As idades máximas de deposição variaram entre 1121 e 1077 Ma, caracterizando um padrão de proveniência marcado por picos de idade muito próximos às idades máximas de deposição, atestando que os complexos foram formados como bacias relacionadas ao arco magmático. A datação das bordas dos cristais de zircão obtidas em amostras de gnaisse pelítico, metagabro e gnaisses charnoquíticos do Complexo Chidzolomondo evidenciaram a ocorrência de ao menos três eventos metamórficos no cinturão. Estes eventos registram a transição da fase acrescionária para a fase colisional da Orogênese Irumide. O evento M1 é relacionado a fase acrescionária e ao magmatismo sin-colisional com idade de 1092 Ma. O evento M2 registra o metamorfismo do pico da colisão continental em ~1060 Ma. O evento M3 registra o metamorfismo de contato associado à intrusão dos corpos gabróicos e charnoquíticos no ambiente pós-colisional com idades de magmatismo e metamorfismo em ~1025 Ma.; This thesis investigated the origin and evolution of the metavolcano-sedimentary complexes of the Southern Irumide Belt in Tete Province, northwest Mozambique. The Zâmbuè, Fíngoè, Cazula and Chidzolomondo complexes were selected for evaluation of the source areas through detrital zircon U-Pb dating and Lu-Hf isotopic determination, whole-rock geochemistry and mineral chemistry. The Southern Irumide Belt consists of a Mesoproterozoic orogenic belt formed to the north of the Zimbabwe Craton which makes up the Grenvillian orogenic Cycle in southeastern Africa. The evolution of the belt records the opening and closure of an ocean between the Zimbabwe and Bangweulu cratons between 1400-1000 Ma, characterizing the Irumide Orogeny. The supracrustal complexes of the belt were interpreted as deformed and metamorphosed passive margin and arc-related basins. The Zâmbuè Supergroup comprises a succession of orthoquartzites and meta-arkoses with subordinate occurrence of calcic-silicatic schists, marbles and a basal complex of ortho and paragneisses. The Fíngoè and Cazula complexes are composed of metasandstones, calcic-silicatic schists and metapelites interlayered with felsic, mafic and ultramafic metavolcanic rocks. The Chidzolomondo Complex comprises basic to intermediate granulitic gneisses of volcanic origin, pelitic, calcic-silicatic and quartz-feldspathic gneisses. U-Pb detrital zircon dating from five metasedimentary samples of the complexes show similar source areas, with ages between 1360 and 1080 Ma. The provenance pattern marked by age peaks very close to the maximum depositional ages shows that the complexes were formed as arc-related basins. The dating of metamorphic rims in zircon crystals from a pelitic gneiss, a metagabbro and a charnockitic gneiss of the Chidzolomondo Complex evidenced the occurrence of at least three metamorphic events in the belt. These events record the transition from the accretionary phase to the collisional phase of the Irumide Orogeny. The M1 event is related to the accretionary phase and syn-collisional magmatism at ca. 1092 Ma. The M2 event records the peak metamorphism of the continental collision at ~1060 Ma. The M3 event records the thermal metamorphism related to the intrusion of gabbroic and charnockitic bodies in the post-collisional setting with metamorphism and magmatism ages at ~1025 Ma.
2023-01-01T00:00:00ZObtenção e caracterização de nanocompósitos de resina epoxídica utilizando montmorilonita e nanotubos de dióxido de titânio
http://hdl.handle.net/10183/274298
Obtenção e caracterização de nanocompósitos de resina epoxídica utilizando montmorilonita e nanotubos de dióxido de titânio
Souza, Virgínia Serra de
As resinas epoxídicas são polímeros termorrígidos, amplamente usados para aplicações adesivas e estruturais. Resinas epoxídicas líquidas com cadeias lineares são convertidas durante a reação de reticulação em um sistema de ligações cruzadas, tornando o material termorrígido. Tais reações químicas causam uma mudança no estado físico da resina, partindo de um líquido viscoso passando por um gel e chegando a um material vitrificado. As resinas epoxídicas são de fácil processamento antes da reticulação completa, e apresentam excelentes propriedades após a reticulação, tais como alta tensão de ruptura e módulo de Young, elevadas resistência térmica, química e estabilidade dimensional. A incorporação de nanoestruturas em polímeros termoplásticos ou termorrígidos visa aumentar sua resistência a oxidação e térmica, propriedades mecânicas e reduzir sua flamabilidade, formando assim um nanocompósito. Neste trabalho, a argila montmorilonita Cloisite® 30B (3% e 5% em peso) e nanotubos de dióxido de titânio (2% em peso) foram incorporados em um sistema epoxídico comercial, com o objetivo de otimizar suas propriedades térmicas e mecânicas em relação à resina pura. Os valores de entalpia de reação de reticulação, obtidos por MDSC, apresentaram uma diminuição com a adição das nanocargas em todos os sistemas estudados, sugerindo que a adição de nanocargas dificulta a reticulação do sistema epoxídico. As análises termogravimétricas de todos os sistemas mostraram que a decomposição térmica ocorreu em um único estágio. Além disso, observou-se um aumento na estabilidade térmica dos nanocompósitos com MMT preparados sob diferentes tempos de agitação mecânica, porém nos sistemas empregando diferentes tempos de agitação com o banho ultra-sônico não foi observada uma alteração significativa. Maiores velocidades de agitação utilizadas na dispersão da MMT ou dos nanotubos de Titania na resina epoxídica aumentaram a estabilidade térmica da matriz. Os valores de Tg dos nanocompósitos com MMT preparados com maiores tempos de agitação mecânica sob banho ultra-sônico mostraram ser ligeiramente maiores que o encontrado para o sistema epóxi puro, porém nos nanocompósitos preparados sem banho ultra-sônico houve uma diminuição da Tg com a adição da MMT. Entretanto, os nanocompósitos de MMT ou de nanotubos de TiO2, preparados com diferentes velocidades de agitação e sob banho ultra-sônico, demonstraram uma diminuição em suas Tg. Finalmente, todos os nanocompósitos obtidos apresentaram uma diminuição em suas propriedades dinâmico-mecânicas, fato este que pode estar relacionado à menor densidade de ligações cruzadas.
2010-01-01T00:00:00ZImproving the efficiency of multi threaded processing in-memory
http://hdl.handle.net/10183/274160
Improving the efficiency of multi threaded processing in-memory
Forlin, Bruno Endres
Processing-in-Memory (PIM), with the help of modern memory integration tech nologies, has emerged as a practical approach to mitigate the memory wall and improve performance and energy efficiency in contemporary applications. Novel memory technologies and the advent of 3D-stacked integration have provided means to compute data in memory, either by exploring the inherent analog capabilities or by tight-coupling logic and memory. PIM devices aim to explore the entire memory bandwidth, leveraging the application’s data parallelism in different ways. With general-purpose programming models and hardware devices that can be accessed inde pendently, it is only natural that programmers try to exploit thread-level parallelism in the applications. Shared data structures inevitably appear with general-purpose threads and must be handled correctly to maintain memory consistency. Whether this maintenance is done by software or hardware, data must still travel between different memory regions. Current commercial PIM devices ignore data transfer in their designs and leave this task to the host processor, sending data through the memory bus to the host caches, where it will be rearranged and sent back to memory. We argue that this process goes against the principles of PIM design by increasing data movement between PIM and host. We demonstrate this inefficiency analytically and, with experiments, develop a power model that can extract an upper and lower bound for communication energy in the host. Depending on the host processor used, relaying data through the caches can cost 3 × more energy than the DRAM access, highlighting the heavy energy costs involved in using the host for communication. To correctly execute these experiments, we need to run benchmarks tightly integrated with the host processor while extracting its metrics. There is a lack of tools capable of quickly simulating different PIM designs and their suitable integration with multiple multi-core host processors. Thus, this dissertation presents Sim2PIM, a Simulation Framework for PIM devices that seamlessly integrates any PIM architecture with a multi-core host processor and the memory hierarchy. By analyzing data-sharing corner cases, this work shows that this communication, if executed through the host, can hinder the benefits of PIM devices. We use the simulator to demonstrate that if the PIM device relies on the host for data-sharing, communication between PIM units scales faster with the data size compared to computation. In some cases, it can cost 86% of the total execution time. We propose a PIM-side communication solution that can reduce the performance and energy costs of data-sharing by maintaining data in the memory module. Inter-PIM can access PIM units and their memory spaces independently, decoupling them from the standard DDR memory access pattern while operating without host oversight. We can achieve performance and energy gains on data transfers between PIM units with a low area and power overheads. The Inter-PIM solution reduces the performance costs of inter-thread data movement by around 20% when data is aligned in memory and more than 4× when data is not aligned. Inter-PIM completely avoids using the host hardware to communicate, significantly improving data-sharing energy efficiency by more than 9×.; Processamento em memória (PIM), com a ajuda de modernas tecnologias de integra ção, emergiu como uma solução prática para o memory wall enquanto melhora a performance e efciciência energética de aplicações contemporâneas. Novas tecnologias de memória juntamente com o surgimento de técnicas de integração 3D proveram os meios para computar dados na memória. Seja explorando as capacidades analógicas ou integrando lógica e memória. Dispositivos PIM tem o objetivo de explorar toda a banda da memória, usando o paralelismo de dados das aplicações de diferentes formas. Com modelos de programação genéricos, e dispositivos de hardware que podem ser acessados independentes, é natural que programadores tentem explorar paralelismo a nível de thread. Com threads de propósito geral, estruturas de dados compartilhados inevitavelmente surgem, as quais devem ser lidadas corretamente para garantir consistência na memória. Independentemente da maneira como essa consistência é mantida, dados devem ser transmitidos entre diferentes regiões de memória. Os atuais dispositivos comerciais PIM ignoram esse aspectos em seus designs e deixam a transferencia de dados à cargo do processador. Enviando dados através do bus de memória para as caches, onde eles serão rearranja dos e enviados de volta para a memória. Nós argumentamos que esse processo vai contra os princípios de design PIM, aumentando os movimentos de dados entre o PIM e o processador. Nós demonstramos essa ineficiência analiticamente e experimen talmente, desenvolvendo um modelo de consumo de potência que consegue extrair limites superiores e inferiores para a comunicação via o processador. Dependendo do processador usado, retransmitir dados através das caches pode custar 3 × mais energia, salientando os altos custos energéticos em usar o processador para esta tarefa. Para rodar corretamente esses experimentos, nós precisamos executar benchmarks muito integrados com o processador, enquanto extraímos suas métricas. Existe uma falta de ferramentas capazes de rapidamente simular diferentes designs PIM e suas integrações com múltiplos processadores multi-core. Logo, essa dissertação apresenta Sim2PIM um simples simulador para dispositivos PIM que integra qualquer arquite tura PIM com um processador multi-core e a hierarquia de memória. Analisando casos de compartilhamento de dados, esse trabalho mostra que essa comunicação, se execudada pelo processador, pode minar os benefícios de dispositivos PIM. Nós usamos esse simulador para demonstrar que se o dispositivo PIM depende do proces sador para compartilhamento de dados, o custo de comunicação entre threads escala mais rápido com o tamanho dos dados do que o custo da computação, em alguns casos podendo custar 86% do tempo total de execução. Nós propomos uma solução interna para o PIM que reduz os custos de performance e energia de compartilhamento de dados, mantendo a comunicação dentro do módulo de memória. Esse mecanismo pode acessar unidades PIM e seus espaços de memória independentemente, se desacoplando do padrão de acesso à memória DDR, enquanto opera sem supervisão do processador. Com baixos custos de área e potência, podemos atingir ganhos de performance e energia em transferências de dados entre unidades PIM. A solução Inter-PIM reduz o custo de performance de movimento de dados entre threads em 20% quando os dados estão alinhados na memória e em mais de 4× quando não estão. Inter-PIM evita usar o processador para comunicação, significativamente melhorando a eficiência energética do compartilhamento de dados em mais de 9×.
2022-01-01T00:00:00ZPartículas bioinorgânicas metal-proteína, com ação antimicrobiana, incorporadas em filmes de caseína para aplicação em doenças de pele canina
http://hdl.handle.net/10183/274091
Partículas bioinorgânicas metal-proteína, com ação antimicrobiana, incorporadas em filmes de caseína para aplicação em doenças de pele canina
Medeiros, Leonardo Ferreira
Este estudo teve como objetivo central a produção de partículas modificadas pela conjugação de metais com as proteínas albumina e caseína, visando sua aplicação contra as bactérias patogênicas, Staphylococcus pseudintermedius e Enterococcus faecalis, causadoras de feridas de pele. As partículas foram sintetizadas pela adição de precursor de ferro e zinco às proteínas e o sistema foi mantido sob forte agitação por 24 h a temperatura ambiente. As partículas foram caracterizadas por meio de espectroscopia de fluorescência, infravermelho, análise de diâmetro hidrodinâmico, potencial zeta e microscopia de força atômica. E sua atividade antimicrobiana foi testada frente as bactérias acima citadas. As análises de infravermelho e fluorescência indicaram alterações conformacionais nas proteínas e interações específicas entre proteína e metal, influenciadas pelo pH e concentração do precursor metálico. As partículas de zinco modificadas com ambas proteínas exibiram efeito antibacteriano (100%) em concentrações baixas (a partir de 5mM) contra S. pseudintermedius, em 24 h de contato. Para E. faecalis, foi observada uma atividade antimicrobiana de 99% para concentrações maiores que 50 mM e 150 mM para partículas com caseína e albumina, respectivamente. Com relação às partículas de ferro modificadas, verificou-se atividade contra S. pseudintermedius acima de 99% para concentrações acima de 50mM para partículas com albumina. Bem como, uma atividade acima de 90% para concentrações maiores que 400 mM, quando com caseína. Posteriormente, foram sintetizados filmes de caseína contendo as partículas de zinco modificadas incorporadas ao mesmo. Observou-se os filmes modificados apresentaram alta taxa de absorção de água e eficácia antimicrobiana (92%) contra S. pseudintermedius em 48h para os filmes contendo as partículas modificadas com 150 mM de zinco em pH 7,0. Destaca-se o alcance dos objetivos propostos, a síntese de materiais inovadores com possibilidade de uso para tratamento de doenças de pele.; This study aimed at the central production of particles modified by the conjugation of metals with the proteins albumin and casein, with the purpose of their application against pathogenic bacteria, Staphylococcus pseudintermedius, and Enterococcus faecalis, which cause skin wounds. The particles were synthesized by adding iron and zinc precursors to the proteins, and the system was kept under strong agitation for 24 hours at room temperature. The particles were characterized using fluorescence spectroscopy, infrared analysis, hydrodynamic diameter analysis, zeta potential, and atomic force microscopy. Their antimicrobial activity was tested against the mentioned bacteria. Infrared and fluorescence analyses indicated conformational changes in the proteins and specific interactions between protein and metal, influenced by pH and metal precursor concentration. Zinc particles modified with both proteins exhibited antibacterial effects (100%) at low concentrations (starting from 5mM) against S. pseudintermedius within 24 hours of contact. For E. faecalis, antimicrobial activity of 99% was observed for concentrations higher than 50mM and 150mM for particles with casein and albumin, respectively. Regarding modified iron particles, activity against S. pseudintermedius was above 99% for concentrations above 50mM for particles with albumin. Additionally, an activity above 90% was observed for concentrations higher than 400 mM when using casein. Subsequently, casein films containing the modified zinc particles were synthesized. The modified films showed a high water absorption rate and antimicrobial efficacy (92%) against S. pseudintermedius in 48 hours for films containing particles modified with 150mM of zinc at pH 7.0. The achievement of the proposed objectives is noteworthy, involving the synthesis of innovative materials with the potential for use in the treatment of skin diseases.
2024-01-01T00:00:00Z