Resumo O desempenho da pesquisa de um pequeno grupo de 49 jovens, estudantes de doutoramento, pesquisadores júniores e de pós--doutorado, que atuam em diferentes campos técnicos e científicos, foi avaliado com base em 11 tipos de resultados de pesquisa. Os estudantes desenvolvem o seu trabalho de pesquisa numa universidade técnica nos campos de Engenharia Civil, Ecologia, Economia, Informática, Engenharia de Materiais, Engenharia Mecânica e Engenharia de Segurança. Uma avaliação estatística dos resultados da pesquisa foi realizada por análise de componentes principais, e seus resultados foram comparados com a análise de fatores e agrupamentos. As métricas da produtividade da pesquisa que descrevem os tipos de resultados de pesquisa incluíram o número de artigos, livros e capítulos de livro publicados, o número de patentes, modelos de utilidade e amostras de função e o número de projetos de pesquisa conduzidos. As métricas de impacto da citação incluíram o número de citações e o índice-h. A partir dessas métricas – variáveis –, a análise de componentes principais extraiu quatro principais componentes. O primeiro componente principal caracterizou as publicações citadas em jornais indexados pela Web of Science. O segundo componente principal representou os resultados da pesquisa aplicada, e o terceiro e o quarto componentes principais representaram outros tipos de publicações. Os resultados das análises de componentes principais foram comparados com o método hierárquico de análise de clusters de Ward. Os gráficos de dispersão de análises de componentes principais e as distâncias de Mahalanobis, calculadas a partir das quatro pontuações de Componentes Principais, permitiram avaliar estatisticamente o desempenho da pesquisa individual dos estudantes. Usando a análise de variância, nenhuma influência do campo de pesquisa no desempenho geral da pesquisa foi encontrada. Ao contrário da análise estatística das métricas de pesquisa individuais, esta abordagem baseada em análise de componentes principais pode fornecer uma visão complexa dos sistemas de pesquisa.

Abstract The research performance of a small group of 49 young scholars, such as doctoral students, postdoctoral and junior researchers, working in different technical and scientific fields, was evaluated based on 11 types of research outputs. The scholars worked at a technical university in the fields of Civil Engineering, Ecology, Economics, Informatics, Materials Engineering, Mechanical Engineering, and Safety Engineering. Principal Component Analysis was used to statistically analyze the research outputs and its results were compared with factor and cluster analysis. The metrics of research productivity describing the types of research outputs included the number of papers, books and chapters published in books, the number of patents, utility models and function samples, and the number of research projects conducted. The metrics of citation impact included the number of citations and h-index. From these metrics – the variables – the principal component analysis extracted 4 main principal components. The 1st principal component characterized the cited publications in high-impact journals indexed by the Web of Science. The 2nd principal component represented the outputs of applied research and the 3rd and 4th principal components represented other kinds of publications. The results of the principal component analysis were compared with the hierarchical clustering using Ward’s method. The scatter plots of the principal component analysis and the Mahalanobis distances were calculated from the 4 main principal component scores, which allowed us to statistically evaluate the research performance of individual scholars. Using variance analysis, no influence of the field of research on the overall research performance was found. Unlike the statistical analysis of individual research metrics, the approach based on the principal component analysis can provide a complex view of the research systems.

O nanocompósito de partículas de ZnS estabilizadas por íons cetiltrimetilamônio (ZnS-CTA) e montmorilonita (ZnS-CTA-MMT) foi preparado e usado como catalisador na fotodecomposição de fenol sob radiação UV de uma lâmpada de Hg de pressão média. A quantidade de ZnS em ZnS-CTA-MMT foi aproximadamente 6 wt.%. Para comparação, a fotodecomposição foi também realizada com ZnS-CTA, montmorilonita e sem catalisador, isto é, usando apenas irradiação UV. A eficiência da fotodecomposição decresceu na ordem: UV + ZnS-CTA-MMT ca. UV + ZnS-CTA > UV > UV + MMT. A fotodecomposição na presença de ZnS-CTA-MMT e ZnS-CTA ocorreu de acordo com a cinética de pseudo-primeira ordem. Em outros casos, a fotodecomposição correspondeu à cinética de pseudo-segunda ordem de fenol e radicais hidroxila. Radicais hidroxila foram produzidos pelas reações de oxigênio dissolvido e elétrons liberados a partir das nanopartículas ZnS e moléculas de fenol excitadas. MMT reduziu a velocidade da reação de fotodecomposição e não foi observada a atividade catalítica de MMT.

The nanocomposite of ZnS nanoparticles stabilized by cetyltrimethylammonium ions (ZnS-CTA) and montmorillonite (ZnS-CTA-MMT) was prepared and used as a catalyst for the photodecomposition of phenol under UV irradiation of a medium pressure Hg lamp. The content of ZnS in ZnS-CTA-MMT was about 7 wt.%. For comparison, the photodecomposition was also performed with ZnS-CTA, montmorillonite and with no catalyst, i.e., using only UV irradiation. The photodecomposition efficiency decreased in the order: UV + ZnS-CTA-MMT ≈ UV + ZnS-CTA > UV > UV + MMT. The photodecomposition in the presence of ZnS-CTA-MMT and ZnS-CTA proceeded according to the pseudo-first order reaction kinetics. In other cases, the photodecomposition corresponded to the pseudo-second order reaction of phenol and hydroxyl radicals. Hydroxyl radicals were produced by reactions of dissolved oxygen and electrons released from the ZnS nanoparticles and excited phenol molecules. MMT decreased the photodecomposition reaction rate and no MMT catalytic activity was observed.

Multivariate image analysis (MIA) combined with the latent semantic indexing (LSI) method was used for the retrieval of similar water-related images within a testing database of 126 RGB images. This database, compiled from digital photographs of the various water levels and similar images of surface areas and vegetation, was transferred into an image matrix, and reorganised by means of principal component analysis (PCA) based on singular value decomposition (SVD). The high dimensionality of original images given by their pixel numbers was reduced to 6 principal components. Thus characterised images were partitioned into clusters of similar images using hierarchical clustering. The best defined clusters were obtained when the Ward's method was applied. Images were partitioned into the 2 main clusters in terms of similar colours of displayed objects. Each main cluster was further partitioned into sub-clusters according to similar shapes and sizes of the objects. The clustering results were verified by the visual comparison of selected images. It was found that the MIA-LSI approach complemented with a suitable clustering method is able to recognise the similar images of surface water according to the colour and shape of floating subjects. This finding can be utilised for the automatic computer-aided visual monitoring of surface water quality by means of digital images.

Montmorilonita rica em sódio (MMT) foi intercalada com cátions prata, os quais foram subsequentemente reduzidos com formaldeído ou boroidreto de sódio. Os nanocompostos prata-montmorilonita foram estudados por espectrometria UV-Vis, microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e difratometria de raios-X (XRD). A influência de diferentes agentes redutores na dispersão e no tamanho das partículas de prata depositadas na superfície da montmorilonita foi investigada. A redução com boroidreto produziu partículas de prata dispersas uniformemente, com tamanhos limitados entre 3 e 13 nm. A redução com formaldeído gerou partículas dispersas irregularmente com uma distribuição de tamanho muito maior, variando entre 3 e 100 nm. Além disso, entre as partículas de prata preparadas por redução com formaldeído, algumas partículas de Ag2O foram obtidas como resultado de redução incompleta. Os compósitos de prata-montmorilonita preparados por redução com boroidreto e formaldeído contêm 2,4% e 5,3% em massa de Ag, respectivamente.

Na-rich montmorillonite (MMT) was intercalated with silver cations, which were subsequently reduced with formaldehyde or sodium borohydride. The silver-montmorillonite nanocomposites were studied by UV-visible spectrometry, transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffractometry (XRD). The influence of different reducing agents on the dispersity and size of silver particles deposited on montmorillonite surface was investigated. The reduction with borohydride gives rise to uniformly dispersed silver particles with a narrow particle size distribution from 3 nm to 13 nm. Formaldehyde reduction forms unevenly dispersed particles with a much wider size distribution, ranging from 3 to 100 nm. In addition, some Ag2O particles were found among silver particles prepared with formaldehyde, likely as a result of incomplete reduction. Silver-montmorillonite composites prepared by reduction with borohydride and formaldehyde contain 2.4 wt% and 5.3 wt% of Ag, respectively.

Neste trabalho foi estudada a adsorção de Ag+ sobre montmorilonita (MMT) do tipo Wyoming rica em Na+. Os dados de adsorção foram ajustados de acordo com várias isotermas comuns, mas os melhores parâmetros de regressão foram obtidos pelo modelo de Langmuir, indicando que Ag+ foi adsorvido na superfície de MMT formando monocamadas. A adsorção de pequenas quantidades de Ag+ promoveu o aumento da área superficial específica (SSA) de micro (r = 0.4-0.5 nm) a mesoporos (r = 1.5-3 nm). A intercalação de Ag+ em MMT foi observada por difração de raios-X (XRD). Com o aumento da concentração de soluções de nitrato de prata, a quantidade de Ag+ em MMT também aumentou e a estrutura em camadas gradualmente sofreu colapso e esfoliação. As amostras de MTT saturadas com Ag+ foram tratadas com solução de boro hidreto de sódio para produzir Ag0. Foi estimado um tamanho médio de L111 = 8.5(1) nm dos cristalitos de Ag0. As nanopartículas de prata metálica ficaram localizadas na superfície e nas bordas dos cristais de MMT.

In this study Ag+ adsorption on Na+-rich montmorillonite (MMT) type Wyoming was studied. Adsorption data were fitted with several common isotherms but the best regression parameters were obtained for Langmuir model. It indicates that Ag+ was adsorbed on the MMT surface forming a monolayer. By adsorption of small amounts of Ag+ enlargement of the specific surface area (SSA) of micro- (r = 0.4-0.5 nm) and mesopores (r = 1.5-3 nm) was found. Intercalation of Ag+ into MMT was observed using X-ray diffraction (XRD). With increasing concentration of the silver nitrate solutions the content of Ag+ in MMT increased and the layered MMT structure gradually collapsed and exfoliated. The MMT samples saturated with Ag+ were treated with the sodium borohydride solutions to produce Ag0. The mean size of the Ag0crystallites of L111 = 8.5(1) nm was estimated. The metal silver nanoparticles are assumed to be located at the layer surface and crystal edges of MMT.

O objetivo deste trabalho é o estudo da adsorção de brometo de cetiltilmetilamônio (CTA) e de cloreto de cetilpiridínio (CP) em argilas do tipo montorilonita (MMT) ricas em sódio. Um método isotacoforético (ITP) específico foi desenvolvido visando à determinação rápida e simultânea dos surfatantes catiônicos (CS) adsorvidos. A fim de reduzir os limites de detecção, o método isotacoforético foi conjugado com a técnica de eletroforese capilar. Para determinar o arranjo dos surfatantes catiônicos (CS) adsorvidos na superfície das argilas foi efetuada a avaliação do balanço molar entre os surfatantes e os cátions metálicos juntamente com as isotermas de adsorção. A maior adsorção do CP comparada a do CTA pode ser entendida não só pela ação das forças eletrostáticas, mas também por outras interações, tais como, interação hidrofóbica cauda-cauda e/ou interações entre anéis piridínicos formando bicamadas incompletas e/ou monocamadas condensadas, respectivamente.

The adsorption of cetyltrimethylammonium (CTA) bromide and cetylpyridinium (CP) chloride on Na+-rich montmorillonite (MMT) was studied. An ad hoc isotachophoretic (ITP) method was developed for the simultaneous and rapid determination of the cationic surfactants (CSs) adsorbed. In order to decrease the detection limits, ITP was on-line coupled with capillary zone electrophoresis. Adsorption data were analysed by their fitting with adsorption isotherms. The adsorption of CP is well described by the Langmuir isotherm. It indicates the monolayer arrangement of CP on the MMT surface. In case of the CTA data, the best fitting Langmuir-Freundlich model with the power constant r<1 was found. It can be explained by the CTA interactions because of its intercalation into the MMT interlayer space.