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A methane sink in the Central American high elevation páramo: Topographic, soil moisture and vegetation effects
(Elsevier B.V., 2020-03-15) Chai, Leanne L.; Hernández Ramirez, Guillermo; Hik, David S; Barrio, Isabel C.; Frost, Carol M.; Chinchilla Soto, Isabel Cristina; Esquivel-Hernández, Germain
Methane (CH4) is a strong greenhouse gas with a global warming potential 23 times larger than that of carbon dioxide. Characterizing ecosystems as either sources or sinks for methane and their magnitudes informs on biosphere contributions to the global CH4 budget and to warming of the atmosphere. We quantified methane fluxes for the first time in a neotropical alpine páramo (Valle de Los Conejos, Chirripó Massif, Costa Rica) and examined the relationships of these fluxes with topography, soil moisture and vegetation, during the transition from dry to rainy season. Using closed chambers and laser spectroscopy, we measured soil CH4 and CO2 fluxes across a field site encompassing: a grassy plain as well as a plain, a gentle slope and a plateau dominated by a dwarf bamboo (Chusquea subtessellata Hitchcock). We found that the páramo landscape acts as a sink for CH4 [−53.1 ± 29.6 (mean ± SE) µg C m−2 hr−1]. Of the four field areas, the grassy plain was on average the strongest CH4 sink, likely because this soil profile had no drainage restrictions and was well aerated. By contrast, in the slope and plateau, a heavily-consolidated subsurface layer was shown to perch water, increasing surface soil moisture and limiting CH4 uptake. Conversely, in certain parts of the plain, where Chusquea grew vigorously in discrete, tall patches, we found intense CH4 uptake beneath these patches. Within the Chusquea plain, these hot spots of CH4 uptake localized under the tall Chusquea had double the uptake rates than outside these patches, with even greater uptake than the average in the grassy plain. Our results show that CH4 uptake in the páramo is driven by moisture interacting with impeding soil layers, vegetation and topography.
A preliminary isotope-based evapotranspiration partitioningapproach for tropical Costa Rica
(John Wiley and Sons Ltd, 2021-07) Iraheta, Alberto; Birkel, Christian; Benegas, Laura; Ríos, Ney; Sánchez-Murillo, Ricardo; Beyer, Matthias
Spatially and seasonally distributed information on transpiration (T) fluxes is limited in the tropics. Here, we applied a coupled isotope mass balance model to separate water fluxes of T and evapotranspiration (ET) from precipitation (P). The mean annual T was estimated at a resolution of 100 m for Costa Rica (51,100 km2) and a partitioning of monthly T and evaporation (E) for the 2370-km2 San Carlos catchment. The dominant flux in the forest ecosystems was T with a mean annual T of 1086 mm that ranged from 700 mm in Tropical Montane Very Humid Forest to 1400 mm in Subtropical and Tropical Low Montane Rainforests. We estimated an average 85% of ET was T, which is concurrent with expectations for forested tropical regions, but varied according to model parameterization and data sources. A model comparison exercise showed a range of mean annual T estimates from 988 to 1465 mm and a range of T/P from 0.35 to 0.5 with temperature and relative humidity exhibiting the highest impact on the model results. Across Costa Rica, we estimated an average loss of precipitation by T of 38% (1085 mm), whereas interception (I) constitutes 10% (230 mm) and direct evaporation (E) only 7% (192 mm). Similarly, the results at the catchment scale indicated that monthly T contributes 76% (85-mm monthly average) to total ET and E corresponds to 24% (24-mm monthly average). The T rates exhibited an opposite seasonality to rainfall with highest T over the drier months from December to April with a peak in March (101–144 mm) and the minimum T in September (53–71 mm). Around 17% (79–130 mm) of precipitation over the catchment area is lost to T, both E (10–35 mm) and I (15–38 mm) correspond to 5%. Despite the inherent uncertainties of the data assumptions and simplifications, including data interpolation errors, the coupled isotope mass balance model showed in comparison to other global products reasonable water partitioning for different ecosystems in Costa Rica and the San Carlos catchment area. These results can help to evaluate the impact of land cover conversion on the hydrological cycle in Costa Rica, and the simple isotope-based model could be transferred to different biomes of the tropics.
A Selective Ion HPLC-APCI-MS Method for the Quantification of Pentacyclic Triterpenes in an Anxiolytic Botanical Dietary Supplement for the Animal Health Market
(Natural Product Incorporation, 2019) Liu, Rui; Carballo Arce, Ana Francis; Singh, Ranpreet; Saleem, Ammar ; Rocha, Marco; Mullally, Martha; Otarola-Rojas, Marco; Poveda Alvarrez, Luis; Sanchez-Vindas, Pablo; Garcia, Mario; Baker, John; Merali, Zul; Guerrero-Analco, José A.; Durst, Tony; Harris, Cory; Arnason, John
A new anti-anxiety dietary supplement was developed for the animal health market, by combining 2 triterpene containing botanicals, Souroubea sympetala (Marcgraviaceae) with Platanus occidentalis (Platanaceae) A validated method for a quality control of the botanical blend was achieved using HPLC-APCIMS. The method resulted in the detection and quantitative determination of betulinic acid (1), and ursolic acid (2) in P. occidentalis and 1, 2, lupeol (3), β-amyrin (4) and α-amyrin (5) in S. sympetala and the finished product ZentrolTM. Detections were at low ng on column for 1 and 2 and in low µg range for 3, 4 and 5 using calibration curves within 10-100 ng (R2 > 0.993). Recovery of spiked samples for all the recoveries observed were > 94%. Inter-day and intraday variations were 0.8-3.5% and 5-10.4%, respectively. These results indicate the suitability of the developed analytical method to detect and quantify triterpenes of raw materials used in the manufacture of natural health products
Absorción de nutrientes a través de la hoja
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2013) Murillo Castillo, Ritma Giordana; Piedra-Marin, Gilberto; León, Ramón G.
La fertilización foliar es una práctica efectiva para la corrección de deficiencias nutricionales en plantas que se encuentran bajo condiciones de estrés o en suelos con baja disponibilidad de nutrientes. Consiste en aplicar disoluciones de nutrientes directamente sobre las hojas. Esta absorción en la hoja se desarrolla mayoritariamente a través de la epidermis, por difusión, debido al gradiente de concentración del nutriente que se establece entre la superficie de la hoja y en el interior de la epidermis.Una vez que el nutriente ha ingresado al citoplasma de las células epidermales, la movilización de este ocurre en forma relativamente expedita. La principal barrera que el nutriente debe atravesar es la cutícula, la cual está compuesta de ceras. Las características físico-químicas delnutriente, tales como tamaño y polaridad controlan la tasa de absorción. El presente artículo provee una descripción detallada del proceso de absorción foliar de nutrientes y su influencia en el desarrollo y uso de fertilizantes foliares.
Acercamiento a los procesos de modelación de la calidad del agua en una subcuenca. Caso del río Virilla, Costa Rica
(Universidad Nacional, Costa Rica, 2021-01-31) Sánchez-Gutiérrez, Rolando; Gomez Castro, Cinthya
Se realizó la implementación de un modelo de calidad del agua superficial, a través del cual se procuraba hacer un primer acercamiento a los procesos de modelado matemático como insumo para la gestión integrada de la cuenca media del río Virilla. El estudio se desarrolló específicamente en un tramo de 20 km que inicia en San Miguel de Santo Domingo y finaliza en San Antonio de Belén, se tiene como principal afluente el río Tibás y la inclusión de algunas descargas de aguas residuales provenientes de diversas actividades productivas. El enfoque que se utilizó fue cuantitativo, mediante el modelo MOHID Land con la aplicación de datos experimentales e históricos de las variables necesarias para el modelado. El modelo implementado es un programa numérico capaz de simular la dinámica existente entre agua-suelo y los procesos de transporte de solutos; en este caso, se eligió modelar la concentración de dos indicadores de calidad: el oxígeno disuelto y la demanda bioquímica de oxígeno. Los resultados obtenidos en la modelación presentaron un buen ajuste en contraste con los datos utilizados para la validación del modelo, los porcentajes de error obtenidos son calificados como muy buenos, buenos y satisfactorios, lo que en general se puede describir como un modelo aplicable. A pesar de esto, es necesario el desarrollo de una calibración más robusta que a su vez se acompañe de un análisis de sensibilidad. Es importante que en el nivel país exista una mayor diseminación del uso de esta herramienta para la gestión integrada del recurso hídrico, este estudio sirve como base para la futura modelación de otros parámetros fisicoquímicos del cuerpo de agua, así como la aplicación del mismo en otros ríos similares.
Ácido l-poliláctico (Pla) y nanotubos de carbono de pared múltiple (ntcpm) con potenciales aplicaciones industriales
(Universidad Nacional de Colombia, 2021) Murillo Vargas, Fabián; Jiménez Villalta, Guillermo; ESQUIVEL ALFARO, MARIANELLY; Jose-Roberto, Vega-Baudrit; Jiménez Villalta, Guillermo
En términos generales, es bien conocida la cualidad que poseen algunos polímeros de cambiar sus propiedades físicas y químicas finales mediante la adición de nanopartículas a la matriz polimérica para producir un material compuesto (MC). Esta investigación está basada en la obtención de un MC a partir de ácido poliláctico (PLA) y nanotubos de carbono de pared múltiple (NTCPM), muy empleado en la industria del envasado y dispositivos biomédicos, con el fin de ampliar su perfil industrial. Se desarrollaron cuatro mezclas de PLA y NTCPM, y se empleó polietilenglicol (PEG) como plastificante. Se evaluaron sus propiedades morfológicas, térmicas, mecánicas, termomecánicas, espectroscópicas, ángulo de contacto y cristalográficas. Se observó que los MCs presentaron degradación térmica a temperaturas inferiores a la matriz sin NTCPM, así como un aumento en el módulo de flexión y tensión en algunas de las muestras. Así mismo, se observó que los NTCPM pueden aumentar la cristalinidad del material y que, en algunos casos, se incrementa su rigidez, actuando como un aditivo útil para aplicaciones de mayor esfuerzo mecánico que la matriz. Del efecto de agregar PEG en los MC, se determinó que los NTCPM no restringen la movilidad de las cadenas poliméricas y se da un efecto plastificante, lo que permite mayor movilidad de la zona amorfa de las cadenas de polímero, como indica la literatura consultada. Finalmente, se concluyó que a mayores contenidos de NTCPM, se generan mejores valores en el módulo de flexión, esfuerzo máximo de flexión, módulo de elongación, esfuerzo de carga máxima y esfuerzo de ruptura, entre otras propiedades evaluadas.
Ácido L-poliláctico (PLA) y nanotubos de carbono de pared múltiple (NTCPM) con potenciales aplicaciones industriales
(Universidad Nacional (Colombia), 2021) Murillo-Vargas, Fabián; Jiménez-Villalta, Guillermo; ESQUIVEL, MARIANELLY; Vega-Baudrit, José Roberto
En términos generales, es bien conocida la cualidad que poseen algunos polímeros de cambiar sus propiedades físicas y químicas finales mediante la adición de nanopartículas a la matriz polimérica para producir un material compuesto (MC). Esta investigación está basada en la obtención de un MC a partir de ácido poliláctico (PLA) y nanotubos de carbono de pared múltiple (NTCPM), muy empleado en la industria del envasado y dispositivos biomédicos, con el fin de ampliar su perfil industrial. Se desarrollaron cuatro mezclas de PLA y NTCPM, y se empleó polietilenglicol (PEG) como plastificante. Se evaluaron sus propiedades morfológicas, térmicas, mecánicas, termomecánicas, espectroscópicas, ángulo de contacto y cristalográficas. Se observó que los MCs presentaron degradación térmica a temperaturas inferiores a la matriz sin NTCPM, así como un aumento en el módulo de flexión y tensión en algunas de las muestras. Así mismo, se observó que los NTCPM pueden aumentar la cristalinidad del material y que, en algunos casos, se incrementa su rigidez, actuando como un aditivo útil para aplicaciones de mayor esfuerzo mecánico que la matriz. Del efecto de agregar PEG en los MC, se determinó que los NTCPM no restringen la movilidad de las cadenas poliméricas y se da un efecto plastificante, lo que permite mayor movilidad de la zona amorfa de las cadenas de polímero, como indica la literatura consultada. Finalmente, se concluyó que a mayores contenidos de NTCPM, se generan mejores valores en el módulo de flexión, esfuerzo máximo de flexión, módulo de elongación, esfuerzo de carga máxima y esfuerzo de ruptura, entre otras propiedades evaluadas.
Adaptación del Método de Descarga de Arco Voltaico para la Síntesis de Nanotubos de Carbono de Pared Simple
(Universidad del País Vasco (España), 2011) Ramirez Amador, Sergio Alberto; Jose-Roberto, Vega-Baudrit
Resumen. Se obtuvieron nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT, en inglés) por el método de descarga de arco voltaico. El anterior es un método sencillo, económico y energéticamente eficiente empleado para la síntesis de nanotubos de carbono de alta calidad sin la necesidad de catalizadores. En esta investigación, la metodología fue optimizada variando el amperaje de la fuente de poder, naturaleza y presión del gas de protección. La caracterización de los nanotubos de carbono de pared simple obtenidos fue realizada por análisis microscópicos (SEM, TEM y AFM), térmicos (TGA) y espectroscópicos (FTIR).
Addition of nanosilicas with different silanol content to thermoplastic polyurethane adhesives
(Elsevier, 2005-08-15) Jose-Roberto, Vega-Baudrit; Navarro Bañón, Virtudes; Vásquez, Patricia; Martín Martínez, José Miguel
Three nanosilicas with different silanol contents were prepared by treatment of hydrophilic fumed silica with dimethyldichlorosilane. This treatment reduced the silanol content and produced the particle agglomeration of the nanosilicas. Thermoplastic polyurethane (TPU) adhesives containing nanosilicas were prepared and characterized by FTIR spectroscopy, differential scanning calorimetry (DSC), plate-plate rheology, dynamic mechanical thermal analysis (DMTA), transmission electron microscopy (TEM) and stress-strain testing. Adhesive strength was obtained from T-peel tests of PVC/polyurethane adhesive joints. The addition of hydrophilic nanosilicas favoured the degree of phase separation between the hard (i.e. isocyanate+chain extender) and soft (i.e. polyol) segments in the TPUs; the higher the silanol content on the surface of silica, the higher the degree of phase separation, and the crystallinity of the polyurethane (due to the soft segments) was also increased. Hydrogen bonds between the ester carbonyl groups in the TPU and the silanol groups on the silica surface were created and more favoured by increasing the silanol content. The tensile strength increased and the elongation at break of the polyurethane decreased by increasing the silanol content of the nanosilica. Addition of nanosilica increased the immediate adhesion of the polyurethane adhesives to PVC, irrespective of the silanol content on the nanosilica. The higher the mechanical and the rheological properties of the polyurethanes containing nanosilicas with different silanol content, the higher the final adhesive strength. © 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.
Aislamiento y purificación de la enzima lacasa: evaluación de su potencial biodegradador en residuos agrícolas
(Sociedad Mexicana de Biotecnología y Bioingeniería (México), 2020) Valdés, Sandra; Garita, Cristian; Esquivel, Carmenza; Villegas Peñaranda, Luis Roberto
Resumen. A nivel mundial, el inadecuado manejo de los residuos está generando el deterioro acelerado del planeta y, Costa Rica no es la excepción. Con el objetivo de aislar y purificar la enzima lacasa para la evaluación de su potencial degradador de residuos agrícolas, se obtuvieron cultivos axénicos de Ganoderma applanatum y Trichoderma harzianum, en los cuales se determinó la actividad de la enzima lacasa mediante la oxidación del ABTS. El aislamiento de G. applanatum registró la mayor concentración de la enzima, por lo que fue parcialmente purificada mediante electroforesis en gel de poliacrilamida (SDS-PAGE), luego el extracto enzimático fue purificado con filtro Vivaspin de 20 ml y peso molecular 50 kDa. Posteriormente, se llevaron a cabo los tratamientos enzimáticos de los residuos agroindustriales de caña, piña y banano durante 45 días. Los resultados mostraron que la enzima redujo la concentración de lignina en los residuos de banano y caña en lapsos que oscilaron entre 15 y 45 días.
Amenazas químico-tecnológicas en la Gran Área Metropolitana de Costa Rica
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2013) Sánchez-Murillo, Ricardo; Piedra-Marin, Gilberto; León-Coto, Sandra; Solís-Delgado, Alexander
Los accidentes químico-tecnológicos son eventos inesperados que con llevan la liberación no controlada de una o más sustancias químicas con graves repercusiones en la salud humana y, en ocasiones, impactos irreversibles en el ambiente. El presente estudio consistió en la elaboración del primer Atlas de Amenazas Químico-Tecnológicas para las principales industrias de la Gran Área Metropolitana de Costa Rica(GAM). La amenaza sobre los asentamientos humanos, en las provincias de Alajuela y Heredia, se concentró en las industrias que manipulan gas cloro, ácido nítrico y clorhídrico. En Cartago, la principal amenaza se centralizó en las empresas que utilizan gas cloro. El cantón central de San José presentó la mayor amenaza respecto a centros de atención médica, debido a la conjugación de dos factores: alta concentración de industrias y la presencia de los centros hospitalarios de mayor importancia en el país. El análisis espacial reveló queun87 % de las industrias en San José se encuentran sobre aguas subterráneas:33 % en Alajuela, 83 % en Heredia y 88 % en Cartago. Los principales cuerpos de agua que pueden ser afectados ante eventuales incidentes en el área de estudio son los ríos: Ciruelas, Virilla, Turales, Bermúdez, Torres, Tíribí, Chiquito y Taras.
An anatomical comparison between bunch and fruit of oil palm with pineapple leaf and three woods from plantations in Costa Rica
(Journal of Oil Palm Research, 2013-04) Moya Roque, Róger; Muñoz-Acosta, Freddy; Soto, Roy; Mata Segreda, Julio Francisco
Elaeis guineensis, Ananas comusus and forest plantations are planted widely in Costa Rica; however their residues (8000 t) are not utilised. The main objective of this work was to undertake an anatomical description of the structure of the oil palm's empty fruit and the leaves from the crown and plant of the pineapple. Fibre dimensions of these agricultural crops were also compared with three main timber species planted. The anatomy of the fruit and the bunch of the oil palm are different from wood anatomy or pineapple leaves. The fibre dimensions and the anatomical distribution of the vascular strands are different for the pineapple leaf, the oil palm fruit and bunch. Large quantities of vascular strands are found in the oil palm bunch, and their frequency is similar in the oil palm fruit. A large proportion of parenchyma is observed in the pineapple leaf compared with the oil palm bunch and fruit. Oil palm fibre is different from the fibre dimension of the pineapple leaves and of wood. Wood and oil palm fruit and bunch present similar fibre dimensions. The pineapple leaf fibres are shorter fibres with wider diameter and thicker wall than oil palm and wood species.
An approach to rheological and electrokinetic behaviour of lipidic vesicles covered with chitosan biopolymer
(Elsevier, 2008) Madrigal-Carballo, Sergio; Seyler, D.; Manconi, M.; Mura, S.; Vila, A.; Molina, F.
The rheological and electrokinetic properties of soybean lecithin vesicles prepared from concentrated soy lecithin dispersions (250 g/L) obtained by slow swelling under shear conditions and mixed with chitosan biopolymer solutions were studied. The rheological behaviour of lecithin-chitosan vesicles was determined by shear stress against shear rate measurements, as well as by the variation on the hysteresis loop area. The results were compared with the rheopectic behaviour of soy lecithin dispersions without chitosan. An important change on the rheological properties of the complex dispersion was observed, depicting in a thixotropic behaviour with a plastic character in the presence of chitosan. This observation indicates that chitosan promotes the transition of planar sheets into closed structures, such as vesicles. The influence on the rheological and the electrokinetic behaviours of several electrolytes, such as NaCl, CaCl2 and AlCl3 with concentrations ranging between 10-5 and 10-2 mol/L were also studied. In all of the cases, an estimation of the diameters of the closed structures was obtained. © 2007 Elsevier B.V. All rights reserved.
An in vivo model to study the anti-malaric capacity of plant extracts
(Universidad de Costa Rica, 1998) Chinchilla, Misael; Guerrero., OIga; Abarca, Gabriela; Barrios, , Mariano; Castro, Oscar
An in vivo model to study the antimalaric effect of plant extracts is described. White mice (25-30g body weight) are treated subcutaneously with 0.6ml of the diluted extract starting seven days before P. berghei infection; treatment continues until death or for 30 days. Simultaneously 0.2ml of the extract are applied per os starting three days before infection. In a test of the model, treated and non-treated animals differed in body weight, survival time, haematocrite, parasitemia development, and spleen or liver weight of recent dead or killed mice.
Análisis de las Olimpiadas Nacionales de Química en Costa Rica: Alcances y retos para la población joven
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2012) Madrigal, Ana Rocío; Syedd-León, Randall; Montero, Eric; Vega-Baudrit, José
La Escuela de Química ha promovido programas y proyectos académicos como las Olimpiadas de Química que estimulen y mejoren el aprendiza-je de esta ciencia. Como competencia se identifican estudiantes de alto desempeño escolar y se promueven espacios de autosuperación sana y estimula el pensamiento científico. Después de más de una década de existencia, los datos se han compilado y organizado para analizar estadística-mente los primeros 10 años mediante el programa SPSS 11.5. Este artículo incluye análisis estadísticos para cada una de las ediciones, que incluye variabilidad y significancia. La información se presenta en forma esquemática, y considera variables como género, ubicación geográfica de las instituciones educativas y modalidad. Se obtuvo una diferencia significativa entre hombres y mujeres, (T= 2,961, P < 0,03 participación eliminatoria, categoría A) y (T= 3,640, P < 0,00 notas eliminatoria, categoría A). Un patrón similar se obtiene en la modalidad educativa y ubicación geográfica. Cuantitativamente, se demuestra el interés y entusiasmo creciente por la participación. ya han pasado más de 10 años, y la Olimpiada de Química en Costa rica es un programa consolidado, de alta credibilidad a nivel nacional e internacional que delinea futuros científicos en campos vinculados con las ciencias exactas y naturales.
Análisis de los accidentes químico-tecnológicos presentados en la gran área metropolitana durante el período de 1998-2005
(Universidad Nacional (Costa Rica), 2010) Sánchez-Murillo, Ricardo
Durante el periodo 1998-2005, la unidad de Materiales Peligrosos del Instituto Nacional de Seguros (MATPEL) atendió 329 emergencias químico-tecnológicas en Costa Rica, de las cuales 255 ocurrieron en la Gran Área Metropolitana (GAM). En los años 2002 y 2003 se observaron los mayores porcentajes de siniestros en la GAM, 82% y 92%, respectivamente. El 2004 presentó la menor cantidad de incidentes con 25, de los cuales 20 (80%) ocurrieron en el área metropolitana. En promedio en la GAM se atienden 32 accidentes por año, lo que equivale a 2,7 eventos por mes.
Analíticas de aprendizaje como herramienta para la interpretación del efecto de la pandemia sobre la calificación final en la asignatura Química I de la Universidad Estatal a Distancia de Costa Rica
(Universidad Estatal a Distancia (Costa Rica), 2022) Sánchez-Gutiérrez, Rolando; Villalobos-González, Wendy
Resumen. Debido a la Covid-19, las instituciones de educación deben migrar sus prácticas tradicionales a la modalidad virtual. Esto representa retos importantes en la planificación, mediación y evaluación de las asignaturas. Las analíticas de aprendizaje son un conjunto de herramientas innovadoras en el área pedagógica, en la que el uso de datos puede contribuir al mejoramiento de las asignaturas y políticas educativas. En este trabajo se pretende realizar una reflexión descriptiva de las analíticas de aprendizaje valorando el efecto de la pandemia en el aprovechamiento de la asignatura. Para esto, se realiza una investigación de tipo cuantitativo mediante el estudio de las calificaciones en la asignatura de Química I durante el periodo 2018-2021 en la UNED, Costa Rica. El aprovechamiento general de la asignatura experimenta un aumento en la calificación promedio durante el periodo 2020-2021; además, existen diferencias significativas entre los rendimientos de acuerdo con las regiones demográficas del país. Sin embargo, es necesario realizar esfuerzos que permitan medir la calidad del aprendizaje logrado en la asignatura y el grado de satisfacción de los estudiantes con lo alcanzado en la misma.
Analysis of Benzene Exposure Levels on Commuters Traveling within the Metropolitan Area of Costa Rica
(Scientific Research Publishing (China), 2015) Villalobos-Gonzalez, Wendy; Esquivel-Hernández, Germain; Sanchez-Murillo, Ricardo; Corrales-Salazar, José Leonardo; Valdés-González, Juan
This study reports the benzene exposure levels of commuters traveling within the metropolitan area of Costa Rica using personal cars, buses, and urban trains. 47 in-vehicle samples were collected in the 2014 wet season under three different driving conditions: rush hour traffic, normal traffic and weekends. Samples were collected in Tedlar bags and analyzed using 75 μm carboxenpolydimethylsiloxane (CAR/PDMS) and gas chromatography with flame ionization detection (GCFID). Additionally, duplicate samples were collected on adsorption tubes filled with Tenax TA and analyzed by thermal desorption (TD) and GC-FID. Results indicate that travelling in cars and buses under rush hour conditions exposes commuters to statistically equal average benzene concentration of 48.7 and 51.6 μg/m3, respectively. Average benzene levels in urban trains (33.0 μg/m3) were measured only during morning rush hours. Greater benzene levels in buses than personal cars concentrations may be attributable to the immersion of traffic-related emission within the bus cabins. Factors, such as the driving pattern, the number of vehicles on the route, the road infrastructure, and the prevalence of gasoline-fueled vehicles in Costa Rica, may increase ambient benzene concentrations. Benzene levels inside car cabins reported in this study are in the range of those reported in other urban areas; however, the corresponding concentrations inside buses and urban trains (rush hour only) are higher than previously published exposure levels.
Analysis of energy transfer and ternary non-covalent filler/matrix/UV stabilizer interactions in carbon nanofiber and oxidized carbon nanofiber filled poly(methyl methacrylate) composites
(Elsevier, 2011-10-27) Gunes, I. Sedat; Pérez Bolívar, César; Jiménez, Guillermo A.; Çelikbıçak, Ömür; Li, Fengyu; Anzenbacher, Jr., Pavel; Wesdemiotis, Chrys; Jana, Sadhan
Ternary non-covalent interactions between carbon nanofibers (CNFs), oxidized carbon nanofibers (ox- CNFs), poly(methyl methacrylate) (PMMA) chains, and benzotriazole-containing UV stabilizers were analyzed using Fourier-transform infra red spectroscopy (FTIR), time-resolved fluorescence emission spectroscopy, and fluorescence lifetime imaging microscopy. The results indicated that PMMA chains form hydrogen bonds both with ox-CNF fibers and the UV stabilizer molecules. It was also determined that UV stabilizers strongly interact with CNF particles via p-p interactions. The extent of p-p and hydrogen bonding interactions was determined to be lower between ox-CNF particles and UV stabilizers due to less perfect graphitic structure of the former. The morphology of the composites indicated that the hydrogen bonds between PMMA chains and ox-CNF particles resulted in highly improved state of filler dispersion in ox-CNF/PMMA composites.
Analysis of non-covalent interactions between the nanoparticulate fillers and the matrix polymer as applied to shape memory performance
(The Royal Society of Chemistry, 2010) Sedat Gunes, I; Perez Bolivar, Cesar; Cao, Feina; Jimenez, Guillermo A.; Anzenbacher, Pavel; Sadhan, Jana
Non-covalent interactions between filler particles and polyurethanes were investigated using fluorescence emission spectroscopy. The results were used in the analysis of shape memory (SM) performance of polyurethanes. Composites of shape memory polyurethane (SMPU) and carbon nanofiber (CNF), oxidized carbon nanofiber (ox-CNF), organoclay, silicon carbide, and carbon black were prepared from diphenylmethane diisocyanate, 1,4-butanediol, and poly(caprolactone)diol. It was revealed by fluorescence emission spectroscopy that primarily the urethane groups located in the hard segments of SMPU interacted with the polar functional groups on filler particles. A close correlation between the extent of non-covalent filler-matrix interactions, soft segment crystallinity, and SM properties of polyurethane composites was discussed. It was observed that weak non-covalent interactions of polymer chains with CNF and SiC particles caused significant reductions in soft segment crystallinity of SMPU and hence the shape memory properties of the composites. © The Royal Society of Chemistry 2010.

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