Apesar dos avanços significativos observados ao longo dos anos, o concreto continua sendo objeto de extensas pesquisas voltadas à melhoria de suas propriedades, conciliando a redução dos custos de produção com a minimização dos impactos ambientais. A areia de seixo rolado, comumente denominada areia natural, é extraída dos leitos de rios, sendo sua exploração associada a significativa degradação ambiental. O aumento das regulamentações ambientais tem restringido progressivamente o uso de materiais de origem natural, incentivando a busca por agregados alternativos. Nesse contexto, a areia britada, obtida a partir da britagem de rochas, surge como uma alternativa promissora e economicamente viável. Este estudo avalia a substituição parcial e total do agregado miúdo natural por areia britada na produção de concreto, nos percentuais de 0%, 30%, 50% e 100%. O desempenho mecânico dos concretos foi analisado por meio de ensaios de resistência à compressão, realizados aos 14 e aos 28 dias de cura, adotando-se um concreto convencional como referência. A dosagem foi conduzida conforme o método ABCP/ACI, com base na caracterização granulométrica dos materiais constituintes. Os resultados indicaram que o concreto com 50% de substituição da areia natural por areia britada apresentou a maior resistência à compressão, evidenciando a viabilidade técnica desse nível de substituição e seu potencial como alternativa sustentável ao uso exclusivo de areia natural.

In response to the growing demand for sustainable technologies for wastewater treatment, this study reports the green synthesis of Ag?O-doped TiO? nanoparticles using Salix babylonica bark extract as a natural reducing and stabilizing agent. Although several plant extracts have been explored for the green synthesis of photocatalysts, the use of Salix babylonica biomass for the simultaneous synthesis and Ag?O doping of TiO? nanoparticles remains scarcely investigated. The proposed synthesis route eliminates the need for hazardous chemicals and provides an environmentally friendly alternative for the production of photocatalytic materials. The synthesized samples, containing 0, 0.5, and 1 wt% Ag?O, were characterized by thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive spectroscopy (EDS), and UV–Vis spectroscopy. The results confirmed the formation of predominantly anatase-phase TiO? and the successful incorporation of silver species without altering the crystalline structure of the oxide matrix. Ag incorporation promoted changes in the morphological and optical properties of TiO?, favoring improved charge separation and enhanced light utilization. Photocatalytic activity was evaluated through the degradation of methylene blue under irradiation. The Ag?O-doped samples exhibited superior performance compared with undoped TiO?, with the 1 wt% Ag?O sample showing the highest degradation efficiency. This improvement is attributed to the formation of Ag?O/TiO? heterojunctions, which facilitate electron–hole separation and increase the generation of reactive oxygen species responsible for pollutant degradation. Overall, the results demonstrate that the proposed green synthesis strategy is a simple, low-cost, and sustainable approach for producing efficient photocatalysts with potential application in environmental remediation and wastewater treatment.

The growing demand for sustainable construction materials has spurred research into cement-based composites that can contribute to environmental remediation. In this context, photocatalytic materials containing titanium dioxide (TiO?) have attracted considerable attention due to their ability to degrade organic pollutants under ultraviolet radiation. This study aimed to develop and evaluate TiO?-modified rendering mortars with enhanced photocatalytic performance for potential application in building facades and surface coatings. Mortar mixtures were produced with 0%, 2%, 6%, and 10% TiO?, expressed as a percentage of cement mass. The materials were characterized through ultraviolet–visible (UV–Vis) spectroscopy, scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive spectroscopy (SEM/EDS), and X-ray diffraction (XRD). Photocatalytic activity was assessed using methylene blue degradation tests under UV irradiation. The results demonstrated that TiO? incorporation influenced the methylene blue removal behavior of the mortars under UV irradiation. Among the TiO?-modified formulations, the mortar containing 10 wt.% TiO? exhibited the highest overall removal efficiency. Because no adsorption–desorption equilibrium was established before irradiation, the measured dye removal represents the combined effects of adsorption and photocatalytic degradation. Microstructural analyses confirmed the presence and distribution of TiO? particles within the cementitious matrix and indicated changes associated with increasing nanoparticle content. Although higher TiO? additions enhanced photocatalytic performance, they also reduced the workability of the fresh mortars. Overall, the findings demonstrate the potential of TiO?-modified rendering mortars as multifunctional construction materials capable of combining conventional protective functions with photocatalytic properties for environmental remediation applications.

The increasing presence of recalcitrant organic pollutants in water bodies has driven the development of advanced treatment technologies capable of promoting effective degradation beyond conventional processes. In this study, a graphene oxide (GO)–titanium dioxide (TiO2) composite was synthesized via a chemical route and evaluated for photocatalytic degradation of methylene blue under UVC irradiation. Graphene oxide was produced by electrochemical exfoliation of graphite, followed by incorporation into TiO2 at 5 wt.% to form the TiO2:GO5 composite. Structural and morphological characterizations by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, and FTIR confirmed the formation of anatase-phase TiO2 and successful integration of GO without secondary phase formation. Photocatalytic performance was assessed by monitoring dye concentration decay over 5 h of irradiation. The TiO2:GO5 composite achieved more than 70% methylene blue removal, reaching a final C/C0 value of 0.28, compared to 0.29 for pure TiO? under identical conditions. The degradation followed pseudo-first-order kinetics, with apparent rate constants of 2.302 × 10-¹ h-¹ for the composite and 2.241 × 10-¹ h-¹ for pure TiO2, corresponding to a 2.7% increase in reaction rate. Enhanced initial adsorption and slightly faster absorbance decay were observed for the composite throughout the irradiation period. Although the performance enhancement is moderate, the incorporation of graphene oxide improved charge separation and adsorption behavior without requiring high-temperature calcination. These findings demonstrate that GO modification represents a viable strategy to enhance TiO2 photocatalytic activity under energy-efficient synthesis conditions, highlighting its potential application in advanced water and wastewater treatment systems.

This study investigates the stability and optimization of spray-coated TiO_2 thin films synthesized via a reverse micelle sol–gel method. This approach enabled the deposition of thin films onto curved and rough surfaces with excellent adhesion. Films were calcined at 300 ^∘ C, 400 ^∘ C, 500 ^∘ C, and 600 ^∘ C, and their structural, morphological, and photocatalytic properties were analyzed. Calcination at 600 ^∘ C yielded the best results, with enhanced anatase crystallinity, increased surface roughness, and improved photocatalytic performance. Under UV light, the films achieved nearly complete degradation of methylene blue (MB) within 4 h. Electrical characterization revealed that the optimized calcination temperature reduced the energy band gap and improved electron–hole pair generation efficiency. These findings emphasize the critical role of calcination in enhancing the photocatalytic properties of TiO_2 thin films, offering a sustainable and effective method for water pollutant treatment.

This article investigates the influence of adding polyurethane with refined coal to high-strength mortar, evaluating its mechanical and physics. The tests conducted for this study included X-ray diffraction, compressive strength, elastic modulus, and tensile strength. Results showed that the compressive strength of the mortar decreased when refined coal was incorporated into the reference mortar, and the inclusion of polyurethane in this mixture led to a further reduction in compressive strength. Additionally, a decrease in the elastic modulus was observed with the addition of refined coal, and the inclusion of polyurethane in this mixture caused an additional reduction. The porosity of the mortar significantly increased with the addition of polyurethane to the mortar containing refined coal. In summary, adding polyurethane and refined coal to high-strength mortar compromises its mechanical properties, particularly through a re-duction in compressive strength, elastic modulus, tensile strength, and an increase in porosity. Although polyurethane contributes to flexibility and adhesion between particles, its interaction with refined coal creates a more porous structure, potentially impairing the material’s durability and strength.

Molybdenum disulfide (MoS2) is a two-dimensional material with electronic and thermal properties that make it promising for thermoelectric applications. This research presents the results of synthesizing and characterizing MoS2 thin films obtained by Physical Vapor Deposition (PVD) on silicon dioxide (SiO2) substrates. Three experimental approaches were explored to assess how changes in deposition conditions affect the material quality. In the first trial, films were formed from commercial MoS? powder in a sulfur-rich (S2) atmosphere using a PVD tubular furnace. Next, water vapor (H2O) was added to the process to observe possible improvements in material formation. Finally, silver doping was investigated, introduced during deposition to examine structural and vibrational changes in the MoS2. The samples were characterized by Optical Microscopy (OM) and Scanning Electron Microscopy (SEM), as well as Energy Dispersive Spectroscopy (EDS), used to evaluate surface morphology and composition. X-ray Diffraction (XRD) was employed to identify the crystalline structure, while Raman Spectroscopy revealed the E2g1 and A1g vibrational modes, associated with the crystallinity of the material. The results indicated that the presence of H2O during deposition favored the growth of more ordered films, with more intense peaks in XRD and Raman spectra. On the other hand, silver doping caused vibrational changes that suggest modifications in the electronic structure of MoS2. These findings reinforce the material’s potential for use in thermoelectric devices and demonstrate that variations in synthesis conditions can significantly enhance its structural and functional properties.

Esta pesquisa descreve o desenvolvimento e a implementação de um experimento de túnel de vento utilizando materiais reciclados no Espaço InterCiências da Universidade Federal de Itajubá. O objetivo geral deste trabalho é apresentar o desenvolvimento de um novo experimento focado na mecânica dos fluidos, especificamente um túnel de vento construído com materiais reciclados, e propor uma sequência didática para sua aplicação em uma escola do Sul de Minas Gerais, visando enriquecer o acervo do Espaço InterCiências e preencher uma lacuna na oferta de experimentos sobre esse tema, contribuindo assim para uma educação científica mais abrangente e contextualizada para os estudantes atendidos. A pesquisa adotou uma abordagem qualitativa, incluindo a construção do experimento e a elaboração de uma sequência didática (SD) para sua aplicação em uma escola do Sul de Minas Gerais. Os resultados indicaram um alto nível de interesse e entusiasmo dos alunos durante a execução das atividades, embora tenham surgido desafios na organização das ideias e na aplicação dos conceitos estudados. A orientação do professor foi fundamental para mitigar esses desafios e promover a participação ativa dos alunos. A atividade culminou na criação de mapas mentais pelos alunos, destacando conceitos-chave da dinâmica dos fluidos e do comportamento do vento em relação às asas de aeronaves. Sugere-se para trabalhos futuros aprofundar a integração entre teoria e prática científica, investigar o impacto a longo prazo das atividades práticas no interesse dos alunos pela ciência e explorar diferentes estratégias de mediação do professor durante atividades experimentais. Este estudo contribui para a compreensão da eficácia das atividades práticas na promoção do engajamento dos alunos e na consolidação de conceitos científicos.

O primeiro material bidimensional descoberto foi o grafeno em 2004. A partir de então, estudos foram desenvolvidos com outros materiais e, um dos primeiros semicondutores a ser isolado foi o dissulfeto de molibdênio, o MoS2. Ao contrário do grafeno, o MoS2 tem gap de energia, e na forma de monocamada o gap passa de indireto para direto. Essa mudança resulta em uma fotoluminescência de alto brilho. Devido ao alto desempenho elétrico e óptico, o MoS2 (2D) tem grande potencial de aplicação nos dispositivos eletrônicos e campos fotoeletrônicos. Existem diversas técnicas para produzir este material, e uma delas é através do método de Deposição Química de Vapor (CVD) que consiste na formação de cristais no substrato, pela deposição atômica ou molecular, sendo o sólido oriundo de uma reação química onde os precursores estão na fase de vapor. O objetivo deste trabalho será sintetizar e caracterizar o MoS2 pelo método de CVD, a partir de um sistema de equipamento robusto construídos no laboratório. Para preparar os substratos foram submetidos a um tratamento de ultravioleta para permitir que os materiais depositados resistam ao desgaste por contato. Então construiu-se uma câmara para tratamento por radiação UV/ozônio, e, após a preparação, os substratos foram colocados em um forno com temperatura controlada e com atmosfera inerte. Este forno tubular também foi construído com o intuito da produção do MoS2. Após os ensaios foi possível obter a formação de MoS2 com a caracterização pelo MEV, EDS e DRX para análise e identificação dos materiais formados no substrato.

This study presents the development of a novel apparatus for automated sol–gel solution deposition through a cost-effective spray coating technique. The focus was on producing TiO2 films for photocatalytic applications, addressing environmental pollution and energy scarcity issues. The apparatus, constructed using economical materials, facilitated the production of TiO2 films with an anatase-like crystalline structure and uniform surface morphology. The methodology included detailed experimental procedures for solution preparation, substrate cleansing, and deposition process optimization. Characterization techniques such as scanning electron microscope (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), thermogravimetric analysis (TGA), X-ray diffraction analysis (XRD), Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR), and UV–Vis spectroscopy were employed to assess the structural, morphological, and optical properties of the films. The results indicated the successful synthesis of anatase-phase TiO2 thin films with desirable optical properties and efficient photocatalytic activity, as demonstrated through the degradation of methylene blue and methyl orange. The study highlights the apparatus’s efficiency, versatility, and potential for industrial-scale production, thus offering promising prospects for practical applications and commercialization in the field of sustainable environmental solutions.

O campo da Educação em Ciências tem buscado apresentar a ciência de uma forma menos caricatural. Nesse contexto, uma das principais críticas ao ensino de Física é que a ciência ensinada nas escolas frequentemente reproduz equívocos, em especial ao abordar a produção do conhecimento científico. Nesse contexto, uma professora da educação básica, um cientista do campo da Física de Materiais e dois pesquisadores do campo da Educação em Ciências desenvolveram uma pesquisa com foco na compreensão de professores de Física de escolas públicas de Ensino Médio sobre a produção do conhecimento científico. Os professores participantes desta pesquisa são todos da região do sul de Minas Gerais e atuam em escolas públicas. Os resultados sugerem que ter títulos acadêmicos como mestrado e doutorado nem sempre indica uma boa compreensão a respeito da produção do conhecimento científico. Professores participantes da pesquisa que possuem apenas a graduação demonstraram um desempenho melhor no estudo relativo às compreensões sobre a produção destes conhecimentos. Esses resultados indicam que, na formação inicial, é importante que os licenciandos vivenciem processos de produção do conhecimento. Consideramos também necessário que cientistas divulguem suas pesquisas em escolas, de modo que possam conversar sobre a produção do conhecimento científico com professores e estudantes.

Energy demand is growing worldwide due to rapid population growth and technological advancements. An alternative is the conversion of solar radiation into electrical energy through photovoltaic devices. Considering such demand, this work presents the results of the synthesis and characterization of titanium dioxide nanoparticles (NPsTiO 2 ) produced by green synthesis, aiming at their application in thin film solar cells. Green synthesis is an emerging and prosperous process that does not generate environmental contamination and is cost-effective. The green synthesis of TiO 2 nanoparticles from plant extracts generates a reliable material for various applications, especially for optoelectronic devices. The synthesis was carried out using the extract of Joannesia Princeps fruit. The obtained NPsTiO 2 were characterized through ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis), thermogravimetric analysis (TGA), and X-ray diffraction (XRD). XRD pattern shows that the TiO 2 prepared by green synthesis was obtained in the anatase crystalline phase. The UV-vis spectrum of TiO 2 exhibited a semiconductor band of TiO 2 at 280 nm. These results indicate that the obtained nanoparticles are a promising green alternative for low-cost photovoltaic device construction.

Heterojunctions were fabricated through the deposition of silver-doped Titanium dioxide (Ag-TiO2) onto p-type crystalline silicon, employing the sol-gel technique. Electrical characterization was conducted with varying Ag concentrations. The investigation revealed that the Schottky barriers at each interface (Ag/TiO2 and Si/Ag), along with the built-in potential at the TiO2/p-Si junction, increase proportionally with the Ag concentration. This observed trend was attributed to the reduction in the TiO2 bandgap due to Ag incorporation, resulting in a concurrent shift in both valence and conduction bands. Consequently, there is a growth of the conduction energy discontinuity and a reduction in the valence one, facilitating hole diffusion while impeding electron transfer across the depletion layer. Furthermore, the introduction of Ag leads to a decrease in both electron and hole concentrations. However, Ag incorporation within the TiO2 matrix manifests as nanoparticles and clusters, resulting in a nonhomogeneous distribution of charge carriers across the sample. Impedance analysis indicates an increase in device resistance and a decrease in effective capacitance.

Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o impacto transdisciplinar de jogos educativos, destacando sua implementação eficaz em diversas disciplinas e níveis escolares. Além disso, buscou estabelecer diretrizes para a adaptação educacional, alinhando as mecânicas dos jogos com objetivos pedagógicos e promovendo a inovação no desenvolvimento de jogos educativos. Baseada nas publicações do ENPEC XIII, a pesquisa enfatizou a importância dos jogos no contexto educacional e na divulgação científica, evidenciando resultados positivos em sala de aula e explorando os jogos como ferramentas didáticas tanto em contextos formais quanto não-formais. A análise teórica incorporou a visão de Gee sobre ambientes construtivistas e o modelo cognitivo multimídia de Mayer. A metodologia incluiu uma meta-análise de artigos na ENPEC XIII, categorizando-os em práticas pedagógicas e diretrizes para avaliação de jogos educativos. Os resultados destacaram a diversidade de jogos, revelando aplicações em diversas disciplinas. A conclusão ressaltou a necessidade de diretrizes claras para a adaptação eficaz de jogos educativos, enfatizando a importância do alinhamento das mecânicas do jogo com objetivos educacionais e a realização de avaliações rigorosas para garantir sua eficácia no processo educativo. O estudo incentivou um diálogo entre educadores, desenvolvedores e especialistas, visando impulsionar a criação de jogos educativos inovadores e eficazes.

Este artigo apresenta uma investigação sobre os efeitos do ambiente alcalino no concreto e sua influência na resistência à compressão axial. O estudo envolveu a imersão de corpos de prova em duas soluções distintas: água e uma solução de hidróxido de sódio (soda cáustica). Os resultados revelaram que o ambiente alcalino não teve um impacto negativo na resistência à compressão axial do concreto. No entanto, a pesquisa destacou a complexidade das reações de hidratação do concreto, influenciadas por diversos fatores, como as características dos materiais, a relação água-cimento, o processo de produção e as condições ambientais. Embora tenha havido uma aparente diferença na resistência entre as amostras imersas em soda cáustica e aquelas em água, seus resultados não identificaram diferenças significativas. Assim, conclui-se que a análise da resistência à compressão axial por si só não foi suficiente para avaliar completamente os efeitos das soluções alcalinas no concreto. Outros fatores, como porosidade, permeabilidade, fissuração e composição química, também desempenharam um papel importante nesse contexto. Portanto, o estudo ressaltou a necessidade de considerar uma variedade de variáveis para uma avaliação abrangente dos efeitos do ambiente alcalino no concreto.

One-dimensional photonic crystals with microcavity were prepared to be used as optical chemosensors. The experimental reflectance of the as-etched devices immersed in solvent solutions appear greater than the theoretical one. The fitting procedure of the experimental data using the transfer matrix method together with the Looyenga effective medium approach reveals that the deviation of the experimental data occurs because of the expansion-contraction effect of the high and low porosity layers, respectively, caused by the presence of the solvent into the porous matrix and is proportional to the solvent effective refractive index. Due to this phenomenon, the sensitivity of the as-etched photonic crystals increases about two times but is not stable because of the aging effect. To avoid this effect, the photonic crystal structures were passivated by thermally silicon oxide growing, gold thin film and titanium oxide deposition. After thermal treatment in an air environment, the optical response achieves its stabilization even after long storage times, thus showing the importance of the passivation procedure. Among them, the passivation by TiO2 shows better performance and lower loss in sensitivity in comparison to the as-etched devices.

Graphene oxide (GO) was electropolymerized with polyaniline (PANI) during graphite exfoliation in 0.1 M H2SO4 electrolyte and 0.1 M aniline monomer solution. Characterization techniques, including Infrared Absorption Spectroscopy (FTIR), Thermogravimetric Analysis (TGA), UV-vis spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), and cyclic voltammetry, were utilized. XRD analysis confirmed GO multilayer exfoliation from the graphite anode, while UV-vis and FTIR techniques confirmed PANI electropolymerization. SEM images revealed PANI distributed between GO multilayers with a nanoneedle morphology. Cyclic voltammetry in 1 M H2SO4 demonstrated that the GO/PANI composite achieved a specific capacitance of 117.440 Fg-1, in contrast to GO's 1.243 Fg-1, both at a scan rate of 1 mVs-1. This enhancement is attributed to the improved electrical conductivity from PANI and graphene oxide. These results highlight the potential of the GO/PANI composite for high-performance supercapacitors and energy storage systems.

RESUMO: O objetivo deste trabalho é descrever a aplicação de uma atividade experimental realizada em uma escola de ensino médio de Itajubá, MG. O experimento em questão é um Lifter – levitador elétrico – que permite discutir fenômenos elétricos além de ilustrar o mecanismo de levitação, que desperta muita curiosidade dos estudantes. O experimento Lifter é uma demonstração de física que utiliza um alto potencial elétrico e um campo elétrico de alta frequência para gerar força de levitação. Esse experimento pode ser contextualizado como uma aplicação do conhecimento da física para criar dispositivos que utilizam as propriedades dos campos elétricos para gerar forças. Além disso, ele apresenta um fenômeno interessante que pode ser observado e medido, permitindo que estudantes e pesquisadores aprofundem sua compreensão da física e desenvolvam habilidades experimentais. O experimento Lifter também pode ser contextualizado dentro do contexto da exploração espacial, uma vez que o dispositivo de levitação pode ser usado para mover objetos sem a necessidade de combustível ou propulsão mecânica. A levitação é ocasionada por forças que surgem quando capacitores assimétricos são submetidos a altas tensões. O experimento foi de natureza demonstrativa e o trabalho desenvolvido ocorreu com a apresentação e discussão dos conceitos físicos envolvidos na atividade experimental. A atividade foi gravada em áudio e as falas foram analisadas após as transcrições. Verificou-se o grande interesse dos participantes, que relacionaram o voo provocado pelo movimento das moléculas ionizadas com diversos exemplos do cotidiano, como transformadores, carregadores de celular, transporte utilizando levitação e outros assuntos que foram levantados no desenvolvimento do trabalho.

One-dimensional photonic crystals and microcavities were fabricated using porous silicon via anodization. The study investigated the effect of an etch-stop layer, which is included between two adjacent porous layers to resolve the issue of HF diffusion during pore formation. Although proposed as a solution, no systematic investigation had been conducted on this parameter until now. Our study found that the etch-stop layer induces a redshift in the photonic bandgap, regardless of the electrolyte solution used. The fitting analysis of both single and multilayer structures revealed that the redshift resulted from an increase in the silicon etch rate and a decrease in porosity due to the enhancement of HF diffusion through the porous structure. Furthermore, an analysis of oxidation as a function of temperature demonstrated that the inclusion of the etch-stop layer led to the formation of porous layers with varying microstructures. This effect was particularly pronounced in devices where the first upper layer had high porosity. The thermal treatment caused a photonic bandgap inhibition, which was linked to the contraction-expansion phenomena of the low and high porosity layers, respectively. This resulted in the partial violation of Bragg's law. Overall, our study provides insights into the influence of etch-stop layers on the optical properties of porous silicon-based photonic structures.