Academic literature on the topic 'Macro Porous Materials'

Aluminium powder was used as foaming agent in the production of macro-porous alumina ceramic. The porous ceramic material was developed by mixing an appropriate composition of cement, aluminium powder (Al), alumina (Al2O3), calcium oxide (CaO), gypsum (calcium sulphate dehydrate, CaSO4.2H2O), silica powder and deionized water. Different compositions of porous ceramic were produced at 2wt.%, 3wt.% and 4wt.% of aluminium powder. Their mechanical properties and macro-porosity structural of the porous ceramic material were analysed and compared. It is determined that the optimal properties of porous ceramic material were found at 3wt.% of aluminium powder and degraded drastically at 4wt.%. This phenomenon is due to the chemical reaction between the aluminium powder and DI water in which they form aluminium oxide that promotes the strength of the material but at the same time, more pores are created at higher reaction rate between these two fundamental materials.

Designed composition of ceramic mass for high-alumina porous permeable ceramic material for disperse micro hydro systems. The filler used alumina fraction 100–250 microns, as a binder system studied refractory clay Veselovskaya–medicalglass–gibbsite. Formation of material carried by dry pressing at a pressure 60 MPa, the temperature of synthesis was 1250–1350 °C, holding at the maximum temperature – 1 h. The processes occurring in the binder during sintering was investigated. The effect of the sintering temperature of the material, the amount of binder composition on the acid resistance, mechanical strength, porosity and permeability of open high-alumina permeable porous material was investigated. The structure and phase composition of the submissions received, the average pore diameter was 10 mm, it can be used for microfiltration of liquids and gases, the material is homogeneous at the macro level, the structure is represented by an extensive network of channels of pores. Phase composition is represented mainly corundum and mullite.

By random growth method, this paper constructs isotropic porous media, anisotropic-1 porous media, and anisotropic-2 porous media, which have the same porosity but different micropore morphologies, and explores how the pore morphology affects the water vapor diffusion in the pores of porous media. The results show that: the random growth method can effectively reconstruct various porous moisture conditioning materials, and control their porosity and pore morphology; the equilibrium water vapor concentration and stabilization time of water vapor diffusion can effectively demonstrate the pore connectivity of porous media and the dynamic migration features of materials in the pores; the greater the change in the equilibrium water vapor concentration, the faster the stabilization of water vapor diffusion, and the better the pore connectivity of porous media.

This research reveals a catalyst development towards achieving catalysts with hierarchical porous structures with enhanced mechanical properties by using nano-structured macro-porous PolyHIPE polymer. This work can be divided into two parts: the fabrication and its characterisation of hierarchical metal structure using PHP and other fibre materials; and the fabrication and characterisation of PHP with silica particles and glass wool, further coated with silane material as templates. A catalyst system was successfully fabricated forming a 3D-interconnecting network of pore size, ranging from tens of micrometers and gradually reducing finally to nanometer scale. An electroless deposition flow through method using Ni-B bath solution was performed on the templates and was subsequently heat treated to obtain porous metallic structures, thus providing accessibility for reactants to the surface and for products away from the surface. Meanwhile, silanated templates were produced by surface treatment. This was performed by submerging templates directly into the silanes solution at room temperature (24°C) using a water-ethanol based solution of the silanes. The polymer-metal/alloy or silica functionalized based composite demonstrated a high impact strength. The results showed that not only hierarchical pore structure was formed, but it was also demonstrated that silica particles were totally and uniformly covered/coated by metal deposit and had good adhesion. When used on glass wool, silanation had greatly improved the bond strengths of metal deposits to the templates. SEM micrographs revealed that the formation of cracks were tremendously reduced and exhibited higher bond strengths due to silanated glass surface. It is expected to be more efficient and robust in the case of an enhanced surface area, and most desirable in catalyst applications.

Made available in DSpace on 2016-03-07T19:21:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-22. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-07T19:25:12Z : No. of bitstreams: 1 000854657_20160801.pdf: 1128231 bytes, checksum: 4302c5ac8b1cba0d5bf7783f5225e2e5 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-08-01T11:30:03Z: 000854657_20160801.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-08-01T11:30:59Z : No. of bitstreams: 1 000854657.pdf: 7039373 bytes, checksum: e3e464e79dbd92c0c088c22c6648dea7 (MD5)
Alumina é um suporte importante em catálise heterogênea. O controle das propriedades física e texturais pode melhorar seu desempenho como suporte em aplicações de catálise. Os catalisadores de cobalto são conhecidos por apresentarem excelente performance na reação de reforma de etanol (ESR) devido a elevada capacidade de quebra das ligações C-H e C-C. Muitos estudos visam correlacionar as propriedades das aluminas com o desempenho dos catalisadores. As aluminas exibem uma química de superfície complexa que pode ser controlada pelo método de preparação. Neste trabalho aluminas com meso e macroporos foram obtidas usando o método sol-gel acompanhado de separação de fases. Nesta estratégia integrativa a gelatinização e a separação de fases ocorrem de maneira espontânea no sistema contendo um indutor de separação de fases. Diferentes alumina foram produzidas a partir do isopropóxido e cloreto de alumínio e do óxido de polietileno e óxido de polipropileno como indutores de separação de fases. A escolha apropriada da composição de partida permite o controle do tamanho e volume dos poros. Os macroporos são formados como resultado da separação de fases após remoção do indutor de separação de fases, enquanto os mesoporos são formados entre as partículas do xerogel. As diferentes aluminas porosas preparadas e uma alumina comercial foram utilizadas como suporte de catalisadores de cobalto. Os precursores óxidos dos catalisadores obtidos após calcinação são compostos pelas fases Co3O4 e CoAl2O4, esta última em maior quantidade nas aluminas sintetizadas via sol-gel. As aluminas sol-gel possuem maior proporção de Al em sítios octaédricos e grupos hidroxilas superficiais do que a alumina comercial, verificou-se que estas características podem facilitar a migração de íons de Co na rede da alumina levando a maior formação de CoAl2O4. Os catalisadores foram...
Alumina is an important support for heterogeneous catalysts. The matching of appropriate alumina physical properties and controlled textural properties can improve its performance as support in catalysis applications. Cobalt based catalysts have been reported to have a good ethanol steam reforming (ESR) performance due to their high activity for the cleavage of C-H and C-C bonds. Many studies have been conducted about the effects of alumina properties on the cobalt catalysts properties. Alumina exhibits a rather complex surface chemistry which can be controlled by the preparation procedure. In this work alumina samples with macro and mesoporous structure were obtained using the one-pot sol-gel synthesis accompanied by phase separation. In this integrative strategy both processes, gelation and phase separation, spontaneously occur in system containing the presence of the phase separation inducer. The different aluminas were produced by using as aluminum reactants, aluminum isopropoxide and chloride and polyethylene oxide or polypropylene oxide as phase separation inducer. Appropriate choice of the starting composition allows the control the pore size and volume. Macroporous are formed as a result of phase separation after burning the phase separation inducer, while voids between particles of the xerogel skeletons form a mesoporous structures. The different alumina porous alumina and commercial alumina were used as supports for preparing by wetness impregnation cobalt-based catalyst. The oxidic catalyst precursors obtained after calcination are composed of Co3O4 and CoAl2O4-like phases, the latter being in higher proportions in the sol-gel alumina than in the commercial one. As the sol-gel alumina presents a larger amount of octahedral AlVI sites and surface hydroxyl groups than the commercial alumina, it was assumed that these features can facilitate the migration of Co ions into the alumina network...

Orientador: Celso Valentim Santilli
Orientador: Valérie Briois
Co-orientador: Leandro Martins
Banca: Pedro de Oliveira
Banca: Sylvain Cristol
Banca: Victor Luis dos Santos Teixeira da Silva
Banca: Douglas Gouvêa
Resumo: Alumina é um suporte importante em catálise heterogênea. O controle das propriedades física e texturais pode melhorar seu desempenho como suporte em aplicações de catálise. Os catalisadores de cobalto são conhecidos por apresentarem excelente performance na reação de reforma de etanol (ESR) devido a elevada capacidade de quebra das ligações C-H e C-C. Muitos estudos visam correlacionar as propriedades das aluminas com o desempenho dos catalisadores. As aluminas exibem uma química de superfície complexa que pode ser controlada pelo método de preparação. Neste trabalho aluminas com meso e macroporos foram obtidas usando o método sol-gel acompanhado de separação de fases. Nesta estratégia integrativa a gelatinização e a separação de fases ocorrem de maneira espontânea no sistema contendo um indutor de separação de fases. Diferentes alumina foram produzidas a partir do isopropóxido e cloreto de alumínio e do óxido de polietileno e óxido de polipropileno como indutores de separação de fases. A escolha apropriada da composição de partida permite o controle do tamanho e volume dos poros. Os macroporos são formados como resultado da separação de fases após remoção do indutor de separação de fases, enquanto os mesoporos são formados entre as partículas do xerogel. As diferentes aluminas porosas preparadas e uma alumina comercial foram utilizadas como suporte de catalisadores de cobalto. Os precursores óxidos dos catalisadores obtidos após calcinação são compostos pelas fases Co3O4 e CoAl2O4, esta última em maior quantidade nas aluminas sintetizadas via sol-gel. As aluminas sol-gel possuem maior proporção de Al em sítios octaédricos e grupos hidroxilas superficiais do que a alumina comercial, verificou-se que estas características podem facilitar a migração de íons de Co na rede da alumina levando a maior formação de CoAl2O4. Os catalisadores foram...
Abstract: Alumina is an important support for heterogeneous catalysts. The matching of appropriate alumina physical properties and controlled textural properties can improve its performance as support in catalysis applications. Cobalt based catalysts have been reported to have a good ethanol steam reforming (ESR) performance due to their high activity for the cleavage of C-H and C-C bonds. Many studies have been conducted about the effects of alumina properties on the cobalt catalysts properties. Alumina exhibits a rather complex surface chemistry which can be controlled by the preparation procedure. In this work alumina samples with macro and mesoporous structure were obtained using the one-pot sol-gel synthesis accompanied by phase separation. In this integrative strategy both processes, gelation and phase separation, spontaneously occur in system containing the presence of the phase separation inducer. The different aluminas were produced by using as aluminum reactants, aluminum isopropoxide and chloride and polyethylene oxide or polypropylene oxide as phase separation inducer. Appropriate choice of the starting composition allows the control the pore size and volume. Macroporous are formed as a result of phase separation after burning the phase separation inducer, while voids between particles of the xerogel skeletons form a mesoporous structures. The different alumina porous alumina and commercial alumina were used as supports for preparing by wetness impregnation cobalt-based catalyst. The oxidic catalyst precursors obtained after calcination are composed of Co3O4 and CoAl2O4-like phases, the latter being in higher proportions in the sol-gel alumina than in the commercial one. As the sol-gel alumina presents a larger amount of octahedral AlVI sites and surface hydroxyl groups than the commercial alumina, it was assumed that these features can facilitate the migration of Co ions into the alumina network...
Doutor

Made available in DSpace on 2016-05-17T16:51:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-10-16. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-17T16:55:27Z : No. of bitstreams: 1 000863489_20171010.pdf: 270564 bytes, checksum: 14ae6d49755d9bd4f1165d0581118e98 (MD5) Bitstreams deleted on 2017-10-16T12:45:42Z: 000863489_20171010.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2017-10-16T12:46:28Z : No. of bitstreams: 1 000863489.pdf: 2384161 bytes, checksum: 21b3016117fd918faa1b92c15a40eb86 (MD5)
A produção de aluminas com distribuição de tamanho e volume de poros controlados pela separação de fases líquido-sólido é um assunto emergente na área de cerâmicas porosas. As aluminas foram produzidas pelo processo sol-gel acompanhado de separação de fases, usando o óxido de polietileno (PEO) como agente indutor na separação de fases e o óxido de propileno para a gelatinização, para isso foram estabelecidas condições de controle cinético e termodinâmico desses eventos, através do controle do tempo de agitação e temperatura no meio reacional. Foram otimizadas rotas de síntese através do ajuste dos parâmetros de preparação variando a concentração do agente direcionador de poros PEO durante a transição sol-gel. Esta transformação foi acompanhada in-situ por SAXS revelando que o crescimento de objetos fractais com dimensionalidade de 1,7, que é característico do mecanismo e agregação controlado pela difusão. A calcinação em 700°C possibilitou a produção de aluminas da fase gama (-Al2O3) com textura porosa formada por macro e mesoporos. O uso do agente direcionador de poros PEO em proporção molar entre 0,01-0,07 mostrou-se eficiente no ajuste da macro-mesoporosidade. Entretanto quando se emprega proporções molares de PEO acima de 0,07 obtém-se apenas famílias de mesoporos com um decaimento do volume específico de poros quando a proporção molar aumenta de 0,08 para 0,1. Estas aluminas mesoporosas apresentaram maior área superficial especifica (Área BET máximo de  305 m²/g) e uma melhor relação OH/-O-Al em comparação com as macro-mesoporosas.
The production of alumina with volume and size distribution of pores controlled by phase separation induced by the addition of the polymer polyethylene oxide (PEO) during synthesis is an emerging issue in the area of functional ceramics. The aluminas were produced by the sol-gel process followed by phase separation, and the PEO as inducing agent phase separation and propylene oxide to gelation. Conditions for kinetic and thermodynamic control over these events were kept by controlling the stirring time and temperature in the reaction medium. Synthesis routes have been optimized by adjusting the preparation parameters varying the concentration of pores directing agent (PEO) during sol-gel process. This transformation was accompanied by in-situ SAXS and the results reveal the growth typical of fractal objects starting from a diluted solution, whose dimensionality in the Porod region was 1,7, characteristic of aggregation controlled by diffusion and the distances between the growing particles is around 2,95 nm. Gamma alumina (-Al2O3) with diversified porous texture and macro-mesopores was obtained with thermal treatment up to 700 ° C, being supported by several techniques. The macro-mesoporosity can be adjusted by PEO driver pores agent in a molar ratio from 0,01 to 0,07. Molar ratios of PEO above 0,07 produces only mesopores, decreasing the cumulative volume of this pores when the molar ratio increases from 0,08 to 0,1. These mesoporous aluminas had higher specific surface area (BET Area  305 m² / g) and better ratio OH/O-Al compared to the macro-mesoporous.

L'objectif de ces travaux de thèse concerne l'étude de l'apport de la chimie supramoléculaire à différents niveaux de la science membranaire. Lors de la première partie de nos travaux, nous avons étudié les capacités d'auto-organisation dynamique de molécules bolaformes. Des études de caractérisations ont permis de déterminer différentes structures, dont la formation de canaux ioniques ou aqueux pour certaines. Les capacités de transport de ces molécules auto-assemblés au sein de bicouches lipidiques a été déterminé. Une autre étude concerne l'utilisation d'un milieu hydrophobe, par des interactions supramoléculaire de type forces de Van der Waals, pour confiner de nouvelles fonctionnalisations dans des matériaux mésoporeux. Différents matériaux, dont les utilisations varient avec les molécules confinées, ont été obtenus et caractérisés par plusieurs méthodes d'analyses. Suite à ces résultats, nous avons spécifiquement étudié et optimisé l'utilisation de matériaux silicés électrodéposés sur la surface d'électrodes, puis fonctionnalisés par des chaînes alkyles, pour former des capteurs électrochimiques en étudiant le cas du fullerène
The main objective of this study concerns the contribution of supramolecular chemistry at different level of membrane science. During the first part of our work, we have studied the dynamic self-organizing capacities of bolaform molecules. Different characterization techniques allowed us to define different structures, including ion or water channels for some of them. Transport capacities of those self-assembling molecules through lipid bilayers have been determined by several tests. Another study is about the use of a hydrophobic environment, by supramolecular interactions such as Van der Waals forces, to confine new functionalization inside mesoporous materials. Different materials, which use is determined by the confined molecules, have been obtained and characterized by several analysis methods. Furthermore, we have studied and optimized the use of electrodeposited silice materials on electrodes surface, then functionalized by alkyl groups, to form electrochemical captors by studying specifically the fullerene case

Ce travail a un double but :
1) Observer et identifier les mécanismes physiques via lesquels, dans les matériaux poreux homogènes, les lois microscopiques du transport par diffusion induisent généralement des lois de transport effectives macroscopiques très simples, quelque soit la complexité du réseaux poreux sous jacent.
2) Contribuer à développer le cadre d'interprétation des expériences RMN de Gradient de Champ Pulsé (GCP) pour la mesure de l'autodiffusion dans les fluides confinés dans les systèmes poreux.
Nous étudions le cas académique de la diffusion Fickienne sans adsorption. Nous observons le transport à échelle de longueur fixée, en suivant la cinétique avec laquelle "s'affaisse" par diffusion l'amplitude G(q,t) de "profils de concentration sinusoïdaux" de vecteur d'onde q variable. Vis à vis de la RMN cette approche revient à étudier le propagateur de diffusion G(q,t) - grandeur mesurée par l'expérience - de manière non traditionnelle, c'est à dire, à q fixé en fonction du temps t. A q donné, 3 régimes de temps sont mis en évidence : un régime de temps court de diffusion non confinée, un régime de temps intermédiaire renseignant sur la diffusion à l'échelle de longueur 2pi/q, et un régime de temps long sensible à la "dimensionnalité" de l'espace poral.
Nous caractérisons la cinétique d'affaissement aux temps intermédiaires par un coefficient e diffusion D(q). Son étude théorique et expérimentale en fonction de q dans des systèmes périodiques et/ou désordonnés simples fait apparaître clairement trois phénomènes lors du passage micro-macro : une première interaction avec l'interface, une différentiation brutale du rôle des différents pores, puis une diffusion anormale due à cette différentialité, susceptible de perdurer aux échelles macroscopiques, et suivie par un retour au régime "Fickien".
Une expérience macroscopique de traceur est enfin proposée et développée pour observer ces phénomènes de diffusion anormale dans quelques systèmes modèles.

Decir que este libro está lleno de imperfecciones no es, posiblemente, un buen comienzo para una presentación. Sin embargo, hacemos propia la cita de Canetti, porque queremos que el lector pueda entrar aquí y sentirse acogido en esta reunión de textos que podríamos considerar como fragmentos o piezas sueltas de un proyecto en construcción. Se trata de un objeto textual, de un producto editorial que documenta el proceso formativo de quienes son los autores y editores del mismo: alumnos y alumnas del Taller de Edición II de la primera y de la más reciente cohorte de la Especialización en Edición (2011 y 2014, respectivamente) de la Facultad de Periodismo y Comunicación Social de la Universidad Nacional de La Plata (FPyCS-UNLP). Así nació este volumen: Aportes para la producción de textos en el ámbito académico, como una práctica de edición y de escritura que diera cuenta de varias cuestiones. La mayor parte de los trabajos aquí presentados fueron elaborados durante la cursada del Taller de Edición II en 2012, con las profesoras María Elisa Ghea y quien escribe estas palabras. Los alumnos de la cohorte 2014 los retomaron, en 2015, en el marco de la misma materia, y trabajaron sobre ellos como editores: aquellos textos y otros nuevos fueron el insumo con el cual estos alumnos han protagonizado los procesos de macro y microedición, así como los de diseño y maquetación de este primer libro que aquí presentamos. Soñamos con un futuro donde la colección de trabajos de este posgrado alimente el campo editorial con publicaciones en diversos formatos y soportes, llevadas adelante desde el ámbito estatal. <i>(de la presentación de Cintia Rogovsky)</i>

El contenido de <i>Lógica para Informática</i> se basa en la asignatura Lógica e Inteligencia Artificial (capítulos 1, 2 y 3, sobre la lógica proposicional o de enunciados, la lógica de predicados de primer orden y la lógica modal, respectivamente) y en parte de las asignaturas Teoría de la Computación y Verificación de Programas y Teoría de la Computación y Verificación de Programas Avanzada (capítulo 4, sobre la verificación axiomática de programas), asignaturas que los autores dictamos desde hace tiempo en la Licenciatura en Informática de la Universidad Nacional de La Plata. Los cuatro tópicos referidos conforman el objeto de estudio de este libro: la lógica (matemática), considerando tres de las lógicas más difundidas, y una de sus aplicaciones más interesantes en el contexto de la informática. El título del libro puede parecer restrictivo, pero nuestra intención es la contraria. El libro es efectivamente para Informática porque nuestra idea primaria es aportar material bibliográfico para el dictado de las asignaturas mencionadas o similares en el marco de los planes de estudio para Informática. Lo es también porque estamos convencidos de la importancia del estudio de la lógica en la formación de los profesionales de la computación. Sin embargo el libro está orientado a informáticos y no informáticos, nuestro propósito es inclusivo, por el hecho de que la lógica forma parte de numerosos planes de estudio no solo de informática y matemática, y además porque la problemática del desarrollo de programas de computadora correctos es un tema de interés cada vez más amplio.

Las actividades de investigación tienen varios propósitos generales en las universidades, el principal, es ampliar el conocimiento generado y enlazarlo con el currículo para enriquecer el contenido de los cursos y ofrecer una formación de calidad. En la misma línea, con la difusión de los resultados de investigación, es posible la apropiación de conocimiento y tecnología no solo de los estudiantes sino también por parte de la sociedad. Para la institución académica, esto último representa un factor diferenciador entre las universidades, además de brindar soluciones a las problemáticas empresariales. Ahora bien, la investigación en ingeniería es relevante porque facilita examinar de manera crítica la productividad y competitividad de las organizaciones abarcando diversas disciplinas, lo cual permite llenar los vacíos de conocimiento y desarrollar nuevos productos, a la vez que mejora la eficiencia y el crecimiento de la empresa. Por tanto, es pertinente estudiar e identificar las tendencias investigativas y los desarrollos sobre las aplicaciones de las ramas de la ingeniería para estar al tanto de la evolución temática y los adelantos relacionados con la ciencia, tecnología e innovación. De lo anterior, es necesario traer a colación la definición de ingeniería, la cual es comprendida como una expresión del ingenio humano basado en conocimientos científicos y tecnológicos que se orientan hacia la transformación de la sociedad. En este contexto, si bien este libro no aborda a profundidad todas las aplicaciones de la ingeniería, hace un importante esfuerzo por diagnosticar e identificar problemas, factores, elementos, modelos y ciertas necesidades del entorno para diseñar posibles soluciones. De igual modo, este libro es importante para los estudiantes de ingeniería, ya que es una opción versátil para los profesionales que buscan desempeñarse a futuro en variados campos, es por ello que, para la comunidad universitaria, incluyendo los docentes, este libro proporciona elementos para mejorar el desarrollo de entornos de aprendizajes basados en las necesidades de la industria y actualización de las asignaturas. También, para las organizaciones este texto aporta información para afrontar los cambios tecnológicos, alcanzar el éxito mediante el aprovechamiento de sus recursos y capacidades, y brinda herramientas que aumentan sus habilidades en la toma de decisiones eficaces. En este punto, es posible que el lector tenga en mente que este libro trata fundamentalmente de herramientas, procesos, materiales y temas convencionales en la ingeniería, sin embargo, conforme avance su lectura encontrará de manera grata la presencia de temáticas hoy en día cada vez más relevantes como el e-commerce (comercio electrónico), aplicaciones en el campo de la ingeniería industrial, la realidad aumentada y el diseño de comunicación de internet inalámbrico, que pueden ser importantes en el marco de la industria 4.0; y temas asociados a la adopción de techos verdes, arquitectura e ingeniería sostenibles y el aprovechamiento del subproducto del café, relacionados con la sostenibilidad ambiental. Este libro también resulta novedoso en cuanto a sus enfoques y aproximaciones en cada una de las temáticas que describe. Por un lado, por la utilización de casos de estudio e investigaciones aplicadas que se ejemplifican como casos exitosos y que exponen, además, lecciones aprendidas; por otro lado, presenta contribuciones teóricas y análisis estadísticos mediante el desarrollo de indicadores que miden la calidad de la producción científica mundial en el campo de las ingenierías. En otras palabras, discute sobre las diferentes aplicaciones de la ingeniería en la industria, entre ellas el estudio de tendencias investigativas a través de análisis bibliométricos para la medición de la literatura escrita. Por último, un elemento común que es abordado en los capítulos del presente libro es la contextualización de diversos campos de la ingeniería a través de estudios regionales y globales. En este sentido, conocer hacia donde se dirige la ingeniería es de vital importancia porque orienta los esfuerzos investigativos en las organizaciones, ya que este reconocimiento de tendencias en ocasiones no es un ejercicio fácil, dado que parte de un análisis del pasado y de la evolución de los contenidos temáticos con miras a plantear expectativas y prospectivas de temas de interés.

La construcción de la identidad y la de los intereses nacionales de todo Estado constituyen procesos interdependientes y complementarios que se llevan a cabo de manera intersubjetiva al interior de sus sociedades en una línea de tiempo de largo aliento. En tal sentido, las identidades nacionales son proyectadas en el plano internacional por los líderes de los respectivos Estados, quienes a través de sus ideas, cosmovisiones y decisiones, desempeñan roles internacionales específicos que son percibidos por sus pares en el escenario internacional. De esta manera, la identidad nacional es relacional por la idea y el conocimiento compartido que los tomadores de decisión tienen de su nación, a fin de que pueda ser percibida y comprendida por los líderes de los demás Estados, es decir, se trata una relación entre alter y ego. En esencia, las identidades nacionales son estructuras cognitivas colectivas que los Estados comparten socialmente en el ámbito internacional. En este orden de ideas, tal como se desarrollará en el marco teórico de esta obra, los intereses de los Estados son construidos por las identidades nacionales. Adicionalmente, la identidad nacional y los intereses nacionales son factores fundamentales que influyen sustancialmente en la formulación e implementación de la política exterior de todo Estado. Así las cosas, se pueden identificar factores endógenos (cultura nacional, factores ideacionales y materiales) y exógenos (cultura de la anarquía, patrones de cooperación, competencia o conflicto, distribución de poder, lugar que ocupa un Estado en la jerarquía de poder internacional) que influencian la construcción y proyección de identidad y la definición de los intereses nacionales. Ahora bien, para comprender e interpretar la identidad y los intereses nacionales de un Estado como Colombia se requiere de procesos investigativos y de un diálogo sistemático, interdisciplinar y plural entre académicos y tomadores de decisión. En este caso particular, hemos enfocado el análisis en problemáticas relacionadas con la identidad nacional, la defensa, la seguridad y los intereses estratégicos del Estado colombiano desde una perspectiva multidimensional. Por tanto, la obra es producto de un proceso de investigación y conjunto entre oficiales, activos y de la reserva activa de las FF. MM. de Colombia y de académicos de la Pontificia Universidad Javeriana. Los autores realizaron sus investigaciones y la producción de sus textos en el marco del Curso de Altos Estudios Militares (CAEM) y el Curso Integral de Defensa Nacional (CIDENAL) de la Escuela Superior de Guerra (ESDEGUE). El proyecto fue auspiciado por la Fundación Konrad Adenauer de Colombia como concreción de la cooperación interinstitucional que ha venido llevando a cabo desde hace tres años con la Escuela Superior de Guerra, de modo que esta obra es el resultado del compromiso entre ambas entidades y el Centro de Altos Estudios Militares. El libro que aquí presentamos tiene tres secciones: la primera, denominada Marco teórico, incluye un capítulo en el que se desarrollan conceptos y categorías esenciales para el análisis y la comprensión de las nociones de identidad nacional, interés nacional, tipología de intereses nacionales, poder, tipologías de poder, estrategia nacional, objetivos nacionales, etcétera; la segunda sección tiene como título Perspectivas sobre identidad e intereses nacionales de Colombia y sus capítulos aportan las visiones sobre lo que ha sido el estudio y la formulación de dicha problemática durante los ejercicios académicos en distintas promociones del CAEM y el CIDENAL; la tercera y última sección, Intereses específicos de Colombia, recoge los trabajos sobre el análisis de dichos intereses del país, desde distintos enfoques, con las recomendaciones pertinentes para mejorar su gestión y defensa. De esta forma, confluyen dos visiones o perspectivas de gran trascendencia para promover un conocimiento complejo, sólido, riguroso y complementario sobre cada objeto de estudio determinado por los ejes y capítulos de la obra. Por lo tanto, el primer capítulo es presentado por los profesores Eduardo Pastrana Buelvas y Diego Vera Piñeros, quienes elaboraron un marco teórico desde el constructivismo que pretende entregar herramientas históricas, conceptuales y referentes contextuales, con el propósito de acercarse de una forma más idónea a la comprensión e interpretación de los elementos constitutivos y de las características de los intereses y de la identidad de las naciones. Para ello, parten de un ejercicio genealógico interpretando y rastreando los principales antecedentes del nacimiento del concepto o categoría de intereses e identidad. Igualmente, incorporan las distintas tipologías sobre la identidad y los intereses nacionales, en cuyo desarrollo resaltan la importancia de la relación estrecha que existe entre la concepción del rol nacional y la identidad. Por último, enuncian las concepciones del rol nacional que Colombia ha desempeñado y a través de las cuales ha sido percibida en su devenir histórico. Seguidamente, el segundo eje del libro está compuesto por seis capítulos. El primero de ellos es desarrollado por el mayor general Helder Fernán Giraldo Bonilla y el brigadier general (RA) Fabricio Cabrera Ortiz, autores que trabajaron la proyección nacional de Colombia desde los intereses nacionales. En esa línea, abordan analíticamente cómo la estrategia y el concepto de seguridad nacional en Colombia impactan la proyección del Estado y de las FF. MM. de cara a los desafíos y retos contemporáneos. Por su parte, el segundo capítulo del eje es presentado por el brigadier general de la Fuerza Aérea Colombiana Eliot Benavides González, el brigadier general del Ejército Nacional Erik Rodríguez Aparicio y el contralmirante de la Armada Nacional Óscar Darío Tascón Muñoz, quienes contribuyen con un análisis que parte del estudio y la comprensión de los puntos estructurales de la Apreciación Política Estratégica Nacional (APEN) y de la geopolítica contextual colombiana, en aras de identificar y determinar las amenazas, los problemas y las preocupaciones presentes en el entorno geoestratégico que tiene injerencia en la defensa y la seguridad multidimensional de Colombia. El tercer capítulo del eje es de autoría del profesor Eduardo Velosa Porras y consta de un análisis reflexivo sobre la concepción de nación, la percepción y la contestación del rol nacional en los ámbitos regionales y globales. Para esto, el autor parte de una interpretación sobre los principales roles que ha desempeñado Colombia en los últimos años, además, aborda de forma reflexiva y con relación a los elementos conceptuales y teóricos del rol, a qué identidades responden los roles que el país ha asumido en el marco de los intereses proyectados. Posteriormente, el cuarto capítulo del eje es elaborado por el profesor y estudiante del CIDENAL (2019) Francisco Alfonso Camargo Salas, quien desarrolla una definición y una clasificación de los intereses nacionales. A partir de ello, reflexiona sobre la identidad de Colombia, cómo esta se ha proyectado y, en consecuencia, cómo ha sido percibida en el escenario internacional. Para cerrar el capítulo, el autor presenta una relación analítica sobre el vínculo entre intereses y objetivos nacionales. El quinto capítulo del eje es trabajado por el mayor general (RA) Jorge Alberto Segura Manonegra, quien aborda la construcción del concepto de objetivos nacionales y cómo este impacta la estrategia de seguridad nacional. Para ello, hace una distinción conceptual y teórica sobre los intereses y los objetivos nacionales, y analiza la relación estructural entre objetivos, fines, modo y medios del Estado para la formulación y el alcance de los objetivos nacionales instituidos. El sexto y último capítulo del segundo eje es desarrollado por los coroneles de la Fuerza Aérea Colombiana Pedro Arnulfo Sánchez Suárez y del Ejército de Colombia Óscar Leonel Murillo Díaz, quienes presentan un análisis sobre la identidad nacional en relación con el patriotismo y el nacionalismo. Asimismo, reflexionan sobre las principales funciones de la identidad nacional y proponen un instrumento piloto orientado a interpretar y medir la percepción de la identidad nacional. El tercer eje del libro que versa sobre los intereses específicos de Colombia se compone de ocho capítulos. El primero de ellos es presentado por el brigadier general Óscar Zuluaga Castaño, el coronel Héctor Fabio Aristizábal Mustafá y el coronel Kerly Sánchez Pesca, cuya contribución es un análisis sobre el acceso al espacio exterior como un interés nacional vital de Colombia. Para el efecto, parten de una reflexión sobre la importancia del espacio ultraterrestre de Colombia para el desarrollo del comercio internacional y para la seguridad nacional. En este capítulo, los autores privilegian un enfoque desde el realismo clásico para interpretar y comprender la relevancia del espacio exterior como interés vital de Colombia. A continuación, el segundo capítulo del eje, elaborado por Óscar Cabrera Izquierdo, expresidente ejecutivo del BBVA en Colombia y estudiante del CIDENAL (2019), y por la economista Juana Téllez Corredor, consta de un análisis sobre los principales desafíos y retos de la economía colombiana ante las nuevas tendencias globales. En esa línea, los autores parten de la identificación de patrones y de datos macro y microeconómicos de los últimos años para el país. Con ello, a manera de reflexión prospectiva, se proponen proyectar las alternativas y los escenarios sobre la forma como la economía colombiana podría crecer y fortalecerse de cara a los desafíos globales. El tercer capítulo del eje es desarrollado por la profesora Louise Anne Lowe, quien aborda la protección ambiental como parte del interés nacional de Colombia y plantea un análisis sobre el complejo proceso teórico-práctico de la incorporación de los problemas ambientales en las agendas de los Estados. El cuarto capítulo del eje, cuyo autor es el brigadier general Raúl Flórez Cuervo, presenta una reflexión analítica sobre los intereses nacionales en juego en la Amazorinoquia. Para ello, inicia con un excurso argumentativo sobre la comprensión del valor vital de esta macrorregión para Colombia como Estado-nación y finaliza esbozando la identificación del complejo panorama de los factores que allí generan inestabilidad y tienen impacto en el país. A su vez, el quinto capítulo del eje es presentado por el coronel de Infantería de Marina de la Armada Colombiana Adolfo Enrique Hernández Ruiz y por el profesor Héctor Andrés Macías Tolosa, quienes trabajan los intereses marítimos y fluviales de Colombia. Así entonces, parten de una diferenciación conceptual entre el interés marítimo y el interés fluvial y después abordan de forma reflexiva la importancia que tienen los mares y ríos para la supervivencia del desarrollo de la nación. Para todo ello, los autores privilegian una mirada desde el realismo clásico y el neorrealismo. El sexto capítulo del eje es desarrollado por el profesor Carlos Álvarez Calderón y por la profesional en relaciones internacionales y estudios políticos de la Universidad Militar María Johana Alarcón Moreno, autores que presentan, a manera de reflexión, la identidad de Colombia como un asunto de interés nacional. En ese sentido, argumentan la necesidad de que los símbolos, los héroes, los rituales y los valores ameriten mayor relevancia para los estudios de seguridad y defensa, por lo que referencian que tales factores se constituyen como elementos fundamentales y determinantes de los intereses nacionales colombianos. Posteriormente, el séptimo capítulo del eje es el trabajo de los profesores Andrés Mauricio Valdivieso Collazos y Ricardo García Briceño, junto con la profesional en relaciones internacionales y estudios políticos de la Universidad Militar Sofía Correa Merchán, quienes interpretan cuáles han sido los intereses que los gobiernos de Colombia han priorizado de cara al cumplimiento de los estándares internacionales de derechos humanos. Para el cierre del capítulo, los autores proyectan la relación entre el interés nacional de los últimos dos gobiernos con relación a los procesos de construcción de paz en Colombia. El octavo y último capítulo del eje y del libro es presentado por el profesor Diego Vera Piñeros, la politóloga Paula Prieto y la internacionalista y comunicadora de la Pontificia Universidad Javeriana Daniela Garzón, quienes trabajaron la ciberseguridad, la ciberdefensa, la identidad y los intereses nacionales y de las Fuerzas Militares de Colombia. Para ello, inician con una caracterización de la denominada “cuarta revolución” con el propósito de determinar los procesos de producción que están a la vanguardia en materia de desarrollo, adquisición y uso de tecnologías digitales, físicas y biológicas, orientados a potenciar el crecimiento económico. Cierran el análisis abordando y articulando el interés de integrar los avances de la cuarta revolución a los campos de seguridad y defensa nacional, en aras de mejorar las capacidades institucionales y estatales frente a los desafíos y problemas contemporáneos. Así pues, este libro es una propuesta de reflexión, de análisis, de evaluación y de discusión sobre la o las identidades, el interés o los intereses de Colombia y el rol de las FF. MM. de cara a la construcción y configuración tanto de las identidades como de los intereses nacionales. Por lo tanto, desde una perspectiva interdisciplinaria y multidisciplinaria los autores presentan sus análisis con el principal objetivo de contribuir de forma prospectiva al entendimiento de los posibles escenarios en el marco de los complejos procesos y tendencias globales y regionales. Para los editores y para las instituciones auspiciadoras es muy satisfactorio lograr integrar dos perspectivas o dos visiones desde distintos roles (académicos y oficiales de las FF. MM. activos y de la reserva activa) sobre las diferentes aristas y complejidades de las identidades y los intereses del país. Finalmente, es menester decir que resulta gratificante para los editores poder contar con la participación y la contribución de cada uno de los autores, a quienes extendemos un gran agradecimiento por aceptar el desafío de proponer análisis y reflexiones para estos complicados y difíciles temas que demarcan la agenda política colombiana.

AbstractIn this chapter, modern methodologies for characterization of tortuosity are thoroughly reviewed. Thereby, 3D microstructure data is considered as the most relevant basis for characterization of all three tortuosity categories, i.e., direct geometric, indirect physics-based and mixed tortuosities. The workflows for tortuosity characterization consists of the following methodological steps, which are discussed in great detail: (a) 3D imaging (X-ray tomography, FIB-SEM tomography and serial sectioning, Electron tomography and atom probe tomography), (b) qualitative image processing (3D reconstruction, filtering, segmentation) and (c) quantitative image processing (e.g., morphological analysis for determination of direct geometric tortuosity). (d) Numerical simulations are used for the estimation of effective transport properties and associated indirect physics-based tortuosities. Mixed tortuosities are determined by geometrical analysis of flow fields from numerical transport simulation. (e) Microstructure simulation by means of stochastic geometry or discrete element modeling enables the efficient creation of numerous virtual 3D microstructure models, which can be used for parametric studies of micro–macro relationships (e.g., in context with digital materials design or with digital rock physics). For each of these methodologies, the underlying principles as well as the current trends in technical evolution and associated applications are reviewed. In addition, a list with 75 software packages is presented, and the corresponding options for image processing, numerical simulation and stochastic modeling are discussed. Overall, the information provided in this chapter shall help the reader to find suitable methodologies and tools that are necessary for efficient and reliable characterization of specific tortuosity types.

Abstract100 years ago, the concept of tortuosity was introduced by Kozeny in order to express the limiting influence of the microstructure on porous media flow. It was also recognized that transport is hindered by other microstructure features such as pore volume fraction, narrow bottlenecks, and viscous drag at the pore surface. The ground-breaking work of Kozeny and Carman makes it possible to predict the macroscopic flow properties (i.e., permeability) based on the knowledge of the relevant microstructure characteristics. However, Kozeny and Carman did not have access to tomography and 3D image analysis techniques, as it is the case nowadays. So, their descriptions were developed by considering simplified models of porous media such as parallel tubes and sphere packings. This simplified setting clearly limits the prediction power of the Carman-Kozeny equations, especially for materials with complex microstructures. Since the ground-breaking work of Kozeny and Carman many attempts were undertaken to improve the prediction power of quantitative expressions that describe the relationship between microstructure characteristics (i.e., tortuosity τ, constrictivity β, porosity ε, hydraulic radius rh) and effective transport properties (i.e., conductivity σeff, diffusivity Deff, permeability к,). Due to the ongoing progress in tomography, 3D image-processing, stochastic geometry and numerical simulation, new possibilities arise for better descriptions of the relevant microstructure characteristics, which also leads to mathematical expressions with higher prediction power. In this chapter, the 100-years evolution of quantitative expressions describing the micro–macro relationships in porous media is carefully reviewed,—first, for the case of conduction and diffusion,—and second, for flow and permeability.The following expressions are the once with the highest prediction power:$$\sigma_{eff} \left( {or D_{eff} } \right) = \varepsilon^{1.15} \beta^{0.37} /\tau_{{dir_{geodesic} }}^{4.39} ,$$ σ eff o r D eff = ε 1.15 β 0.37 / τ d i r geodesic 4.39 , for conduction and diffusion, and$$\kappa_{I} = 0.54\left( {\frac{\varepsilon }{{S_{V} }}} \right)^{2} \frac{{\varepsilon^{3.56} \beta^{0.78} }}{{\tau_{dir\_geodesic}^{1.67} }},$$ κ I = 0.54 ε S V 2 ε 3.56 β 0.78 τ d i r _ g e o d e s i c 1.67 , $$\kappa_{II} = \frac{{\left( {0.94r_{min} + 0.06r_{max} } \right)^{2} }}{8} \frac{{\varepsilon^{2.14} }}{{\tau_{dir\_geodesic}^{2.44} }},$$ κ II = 0.94 r min + 0.06 r max 2 8 ε 2.14 τ d i r _ g e o d e s i c 2.44 , both, for permeability in porous media.

Lightweight materials such as metallic foams possess good mechanical, chemical, and physical properties, which make them suitable for a wide range of functional and structural applications. Metal foams have recently gained substantial interest in both industry and academia due to their low cost, thermal conductivity, high working temperature, vibration damping, specific mechanical properties, energy absorption, and heat resistance. The use of metal foams on a large scale and successful applications depend on a detailed understanding of their characteristic properties. Metallic foams are characterized by the morphology of the porous cells (size and shape, open or closed, macro and micro), pore topology, relative density, properties of the pore wall, and the degree of anisotropy. This contribution focuses on x-ray diffraction, Fourier transform infrared (FT-IR), and Raman spectroscopic applications used for the characterization of metal foam, and also a brief of the most important applications, including a significant number of examples given.

In order to explore the frost resistance durability of basalt fiber reinforced concrete (BFRC), the freeze-thaw cycle tests of BFRC with different fiber contents were carried out from the microscopic point of view, and the macro-morphological deterioration characteristics and micro-morphological characteristics of BFRC with different freeze-thaw cycles were analyzed. By testing the hole structure parameters of BFRC with different freeze-thaw cycles, the effects of gas content, average bubble chord length, specific surface area, and bubble spacing coefficient on the frost resistance of BFRC were studied. The results show that: With the increase of fiber content, the damage degree of concrete specimens weakens, and the proportion of harmful pores in the pore size distribution increases significantly; It decreases with the increase of bubble spacing coefficient; The addition of basalt fiber can effectively inhibit the development of cracks and reduce the probability of large pores in the process of concrete freeze-thaw damage, thereby improving the frost resistance of concrete. Therefore, for the northern region, the research on the frost resistance of BFRC is very necessary and of great significance.

Thermal transport phenomena in porous media are characterized by conduction through solid matrix and filling gas, and also by radiation. The gas is dispersed in the porous system depending on the pore size distribution. In each pore, the gas contributes to the heat transfer between the pore surfaces. This effect is strongly influenced by pore size, gas atmosphere, accommodation coefficient and other factors. A recent publication of the present authors focused on modeling the change of the effective thermal conductivity when the gas atmosphere is changed. In the current contribution, the effect of pore size distribution on heat transfer in macro, micro, and nano insulation materials is presented. Samples were chosen from five different highly porous materials with different pore size distribution within the macro, micro, and nano classes. Porosity and pore size distribution of the samples were chosen to get a clear characterization of the materials. The effective thermal conductivity was measured by applying the radial heat flow method at temperatures up to 1000 °C. Evaluating Knudsen effect from the pore size distribution alone does not give plausible explanation for the measured thermal conductivity. However, it is important to consider the kind of connections between the pores. In case of nano materials, the radiation effect proves to be strongly dependent on the Knudsen number.

Abstract Heterogeneity in a material’s composition can have significant impacts on the thermal response of the material system at both the fine-scale and macro-scale levels. This is especially true for porous materials, where voids in the bulk material induce thermal resistance across the system and divert heat flow within the material. Within the energy industry, understanding these effects can be critical to designing components and systems that are often subjected to high-temperature environments. The current investigation is dedicated to studying the effect of pore geometry on the effective thermal conductivity, keff, of the whole porous unit cell. To this end, a numerical assessment of non-circular porous material simulated thermal responses was performed. A set of two-dimensional, steady-state models were defined to observe the thermal effects of different pore geometries — including triangular, square, and elliptical — centered in a unit cell porous medium. The finite element method (FEM) was implemented in Fortran — using unstructured triangular meshes — to simulate the thermal response of the systems. The method of manufactured solutions (MMS) was used to perform code verification and shows that the implementation of the numerical methods is approximately second-order accurate. This paper presents a study on the effects of pore size, shape, and rotational orientation on a heterogeneous material’s dimensionless effective thermal conductivity, k*. Comparative thermal responses show the sensitivity of k* with respect to pore shape and the variable sensitivity of response to pore orientation, where pore size is a major driver in the effective thermal response.

Astragalus slice is one species of stem and root medicinal herb with the widely curative effects, also a special and typical plant porous material, and the drying operation is one of important processing technologies in its storage and further practical application. This paper characterizes the microstructure of Astragalus slices dried by microwave technique at 200 W by using scanning electronic microscope (SEM). The study also compares Astragalus slices dried by microwave with those untreated and discusses the drying mechanism. Result shows that as compared to the untreated sample, the microwave dried sample behaves much shorter drying time with more and larger pore and open structure on the surface layer of matrix, but without significant change about the distribution status of cytoplasm inside parenchyma cells. Further analysis suggests that the vapor diffusion is the dominant mode of moisture transfer inside matrix during the microwave drying process of sample, resulting in the well-preserved structures of sample, including parenchyma cell and trachea. This is also helpful for maintaining the distribution status of cytoplasm, particularly avoiding the agglomeration of biological macro-molecular, which is benefit to improving the permeability of moisture transfer path, leading to the rapidly dehydration of moisture. This work seems to be helpful for developing the optimized drying technology of plant porous material focused on micro-mechanism and the quality of dried products.

The critical heat flux (CHF) during saturated pool boiling of water was investigated experimentally using a honeycomb porous plate attached to a heated surface. In a previous study, we demonstrated that the CHF by a honeycomb porous plate was enhanced to more than twice compared with that of a plain surface. According to the proposed capillary limit model, the CHF can be increased by decreasing the thickness of the honeycomb porous plate. However, the CHF could not be greatly enhanced when the thickness of the honeycomb porous plate was comparable to the thickness of the thin liquid film (the macro-layer thickness) formed beneath coalescent vapor bubbles. The results of this study showed that honeycomb porous plates for CHF enhancement in saturated pool boiling should be constructed by the superposition of two kinds of porous materials and that each of the honeycomb porous plates must fulfill two conditions. First, a honeycomb porous plate simply attached to a heated surface should have very fine pores to supply water to the heated surface due to strong capillary action, and the honeycomb porous plates should be as thin as possible to decrease the pressure drop caused by internal water flow. Second, the other honeycomb porous plate, stacked on top of the thin honeycomb porous plate, needs to be structured to hold a sufficient amount of water in order to prevent the inside of the honeycomb porous plate from drying out during the bubble hovering period on the plate.

Carbon foams are a class of porous materials with direct applications to thermal management of electronics. These foams have open cell structure that can be used to flow a coolant such that the foam ligaments act as heat exchanger fins. The heat transfer and fluid flow in carbon foams is particularly difficult to model due to the complex physical structure of the carbon foam. Several attempts have been made to model convection heat transfer in porous media employing the method of volume averaging in formulation of governing equations. However, this approach cannot describe the complex interaction at the micro level and its effect on the transport at the macro level. This paper presents an analysis of forced convection heat transfer in an accurate geometrical representation of three-dimensional features in a carbon foam.

Microwave has been widely used in the extraction of many samples for its unique heating mechanism, short extraction time and high yield of extract. The microstructure characteristics of plant materials are closely related with macro-property and mechanism on mass transfer within matrix. Fractal geometry, with the ability to describe irregular objects provides a new language. Astragalus slice is a special and typical plant porous media. We characterize the microstructure of Astragalus slices irradiated by microwave at 600 and 900 W by using fractal dimension, with the aim to analyze the effect of the microwave power on the extraction yield and discuss further the relationship between the fractal dimensions and microstructure changes of sample during microwave assisted extraction process. It is found that the fractal scaling law of box counting method is not suitable for the apertures on the wall of trachea inside matrix, and Slit Island and mercury injection method may be used. Fractal dimensions of samples at microwave 600 W are smaller than that at 900 W. The smaller fractal dimension is in favor of effective components dissolution inside the slices, which led to extract with the 20 min irradiation of microwave at 600 W is higher than that at 900 W.