Relaxation dynamics in suspensions of ferromagnetic particles

We have studied the relaxation dynamics of a dilute assembly of ferromagnetic particles in suspension. A formalism based on the Smoluchowski equation, describing the evolution of the probability density for the directions of the magnetic moment and of the axis of easy magnetization of the particles, has been developed. We compute the rotational viscosity from a Green-Kubo formula and give an expression for the relaxation time of the particles which comes from the dynamic equations of the correlation functions. Concerning the relaxation time for the particles, our results agree quite well with experiments performed on different samples of ferromagnetic particles for which the magnetic energy, associated with the interaction between the magnetic moments and the external field, or the energy of anisotropy plays a dominant role.

Short-time dynamics of colloidal suspensions in confined geometries

We analyze the short-time dynamical behavior of a colloidal suspension in a confined geometry. We analyze the relevant dynamical response of the solvent, and derive the temporal behavior of the velocity autocorrelation function, which exhibits an asymptotic negative algebraic decay. We are able to compare quantitatively with theoretical expressions, and analyze the effects of confinement on the diffusive behavior of the suspension.

Disseny d’un electro-filtre a pressió a escala de laboratori per filtrar suspensions sòlid-líquid

La idea principal d’aquest projecte és dissenyar i muntar un electro-filtre a pressió, per tal d’observar si aquesta nova tècnica provoca uns majors rendiments (reducció del temps de filtració i disminució del % d’aigua en el tortó format) respecte la filtració a pressió tradicional emprada en la indústria

Light scattering from suspensions under external gradients

We analyze the light-scattering spectrum of a suspension in a viscoelastic fluid under density and velocity gradients. When a density gradient is present, the dynamic structure factor exhibits universality in the sense that its expression depends only on the reduced frequency and the reduced density gradient. For a velocity gradient, however, the universality breaks down. In this last case we have found a transition point from one to three characteristic frequencies in the spectrum, which is governed by the value of the external gradient. The presence of the viscoelastic time scales introduces a shift in the ``critical¿¿ point.

Spontaneous aggregation and global polar ordering in squirmer suspensions

We have developed numerical simulations of three dimensional suspensions of active particles to characterize the capabilities of the hydrodynamic stresses induced by active swimmers to promote global order and emergent structures in active suspensions. We have considered squirmer suspensions embedded in a fluid modeled under a Lattice Boltzmann scheme. We have found that active stresses play a central role to decorrelate the collective motion of squirmers and that contractile squirmers develop significant aggregates.

Controlling anomalous stresses in soft field-responsive systems

We report a phenomenon occurring in field-responsive suspensions: shear-induced anomalous stresses. Competition between a rotating field and a shear flow originates a multiplicity of anomalous stress behaviors in suspensions of bound dimers constituted by induced dipoles. The great variety of stress regimes includes nonmonotonic behaviors, multiresonances, negative viscosity effect, and blockades. The reversibility of the transitions between the different regimes and the self-similarity of the stresses make this phenomenon controllable and therefore applicable to modify macroscopic properties of soft condensed matter phases.

L’eficàcia de les suspensions judicials amb obligació de tractament de deshabituació. Factors que poden influir en la reducció o no de reincidència

Aquesta recerca està motivada per l’interès en les Mesures Penals Alternatives, concretament, en les suspensions judicials com a mesura més adient per a determinats subjectes amb perfils toxicològics i que requereixen d’una intervenció que es pot abordar en context comunitari. Per tal de valorar la seva eficàcia, l’equip d’investigadors s’ha centrat en els índexs de reincidència i aquells factors que poden influir a partir de l’anàlisi estadística d’una mostra de 237 subjectes sotmesos a l’obligació de tractament de deshabituació. Observant l’índex de reincidència, en funció de l’anàlisi de variables sociopersonals i judicials dels subjectes, es busquen aquells indicadors que poden ser eficaços per reduir la comissió de nous fets delictius. Del resultats obtinguts, es conclou que variables com una bona adherència familiar, una estabilitat laboral així com la finalització correcta d’un tractament de deshabituació aporten uns nivells de reincidència baixos. Igualment, es justifica l’atorgament de suspensions judicials com a eina punitiva més eficaç per a aquells subjectes amb característiques toxicològiques i necessitats rehabilitadores a causa de la seva addicció, atès que els nivells de reincidència obtinguts en aquesta recerca aporten uns índexs més baixos que els nivells actuals de reincidència penitenciària (cal tenir en compte, però, la diferència de perfils). Es conclou que aquestes mesures penals alternatives són una eina més integradora ja que es desenvolupen en l’entorn comunitari.

Development, physical-chemical stability and release studies of four alcohol-free spironolactone suspensions for use in pediatrics

Dissolution studies have become of great significance because, in most cases, drug dissolution is the rate-limiting step in the absorption process. As occurs with solid oral dosage forms, heterogeneous disperse systems (suspensions) could also have some problems with their in vitro dissolution. The objective of this study was to evaluate influence of the excipients on the release of spironolactone from four alcohol free suspensions (pharmaceutical compounding) of spironolactone 5 mg/mL suitable for pediatric use. Also the comparison of the physical and chemical stability of the suspensions stored at 4, 25 and 40 ºC over a 60- day period has been studied. Rheological behavior, particle size, a prediction of long-term physical stability, pH and assay of spironolactone by HPLC were assessed at prefixed times. The dissolution profile of each suspension was determined and compared with that of the commercial tablets. A microbiological study of the best formula was also performed. Chemically, the four spironolactone suspensions were stable for 60 days stored at three temperatures; Suspension IV had optimum pH values and the highest recovery percentage. In terms of physical stability, sedimentation occurred in Suspension IV and flotation of spironolactone in Suspensions I, II and III. Suspension III had the highest viscosity and the slowest drug release. Suspension IV was also microbiologically stable for 60 days. In conclusion, Suspension IV had the best properties and the least suitable form was Suspension III, as its high viscosity made it difficult to achieve homogeneous redispersion, and it had the slowest dissolution profile.

Estudi dinàmic i manipulació de fluxos en monocapes de Langmuir de molècules fotosensibles

Durant el període de gaudiment de la beca, des del dia 9 de març del 2007 fins el dia 8 de març del 2010, s’han dut a terme diferents tipus d’experiments amb sistemes bidimensionals com són les monocapes de Langmuir. Inicialment es va començar per l’estudi i la caracterització d’aquests sistemes experimentals, tant en repòs com en dinàmic, com és l’estudi de la reposta col•lectiva molecular de dominis d’un azoderivat fotosensible al rotar el pla de polarització mentre es mante sota il•luminació constant i els estudis de sistemes bidimensionals al collapse que es poden relacionar a les propietats viscoplàstiques dels sòlids. Una altra via d’estudi és la reologia d’aquests sistemes bidimensionals quan flueixen a través de canals. Arrel del sistema experimental més simple, una monocapa fluint per un canal, s’ha observat i estudiat l’efecte coll d’ampolla. Un cop assolit i estudiat el sistema més senzill, s’han aplicat tècniques més complexes de fabricació per fotolitografia per fer fluir monocapes de Langmuir per circuits on hi ha un gran contrast de mullat. Un cop aquests circuits es van implementar satisfactòriament en un sistema pel control de fluxos bidimensionals, es posen de manifest les possibles aplicacions futures d’aquests sistemes per l’estudi i el desenvolupament de la microfluídica bidimensional.

Síntesi de nanopartícules de TiO2 fàcilment processables i el seu ús per a fabricar a baixa temperatura cel·les solars sensibilitzades

La gran demanda energètica i la problemàtica dels combustibles fòssils i d‟altres recursos per a obtenir energia posen de manifest la necessitat de desenvolupar tecnologies netes, sostenibles i econòmicament viables de generació d‟energia. En aquest àmbit, les cel·les solars sensibilitzades amb colorant (Dye Sensitized Solar Cells, DSSC), que transformen l‟energia solar a energia elèctrica, són una solució factible. A més, el desenvolupament de mètodes per a construir aquestes cel·les a baixa temperatura permetria fabricar-les sobre substrats plàstics, fet que els donaria un valor afegit i permetria una producció en continu, ràpida i amb baix cost tant, econòmic, com d‟impacte ambiental. Aquest treball presenta el desenvolupament d‟un mètode de producció a baixa temperatura (140 ºC) de DSSC, amb eficiència de 5,9 % sobre substrats FTO/vidre. Aquest valor és superior a la majoria de les eficiències reportades a la bibliografia de DSSC construïdes a baixa temperatura. Les capes mesoporoses que formen els elèctrodes de les DCCS es dipositen per doctor blade a partir d‟una pasta composta per nanopartícules de TiO2, de 4-8 nm, recobertes d‟àcid 3,6,9-trioxadecanoic, per nanopartícules de Degussa P25, de 20-25 nm, i com a dissolvents només s‟utilitza aigua i etanol. L‟aplicació d‟un tractament a 140 ºC permet eliminar la matèria orgànica de la superfície de les nanopartícules de 4-8 nm i unir-les a les de Degussa P25. Aquest fet permet obtenir capes mesoporoses sinteritzades de 6 μm de gruix. A més, l‟aplicació d‟un post-tractament, en el qual s‟utilitza l‟àcid hexafluoro titànic (IV), produeix un lleuger increment en l‟eficiència. Endemés, l‟obtenció de capes primes de TiO2 sobre substrats plàstics és un tema d‟actualitat a causa de la falta de mètodes de deposició a baixa temperatura. En aquest context, s‟ha sintetitzat, mitjançant processos respectuosos amb el medi ambient nanopartícules de TiO2 cristal·lí modificades superficialment amb lauril gal·lat i àcid 3,6,9-trioxodecanoic. Les nanopartícules poden ser dispersades en dissolvents orgànics i aigua respectivament, fet que permet obtenir suspensions estables i de fàcil manipulació. Aquestes poden ser utilitzades com a precursores per a obtenir capes primes a baixa temperatura de TiO2 cristal·lí. En concret, les capes primes formades per nanopartícules de TiO2 modificades amb àcid 3,6,9-trioxodecanoic s‟han utilitzat com a blocking layer en les DSSC construïdes a baixa temperatura.

Cotxe de ràdio control basat en un Fórmula 1 a escala 1/5

L’objecte d’aquest projecte és dissenyar un Renault R26 de Fórmula 1 a escala 1/5 capaç de córrer i realitzar les accions pròpies d’un cotxe, de forma teledirigida. La carrosseria, el tipus de suspensions i xassís seran el més semblant possible al cotxe real i estarà propulsat amb un motor de combustió interna de 2 temps

La reincidència en les penes alternatives a la presó a Catalunya

Són quatre els objectius d’aquesta recerca: (1) determinar la taxa de reincidència administrativa dels sotmesos a formes substitutives a la presó; (2) descriure les relacions significatives entre determinades variables individuals i d’historial delictiu i la seva reincidència; (3) comparar taxes de reincidència entre penats que compleixen treballs en benefici de la comunitat (TBC) i suspensions de condemna amb imposició de regles de conducta; (4) comparar les taxes de reincidència de persones amb mesures alternatives amb les de reincidència penitenciària. Per reincidència administrativa s’entén entrar a presó o complir una nova mesura penal alternativa per un nou delicte durant el període de seguiment. Per assolir els objectius, han estat estudiades 329 persones que, al llarg de l’any 2000, van finalitzar, com a mínim, un TBC o una obligació imposada en el marc de la suspensió de la pena. El seguiment ha estat conclòs els 30 de juny de 2005. Els resultats indiquen que: (1) la taxa de reincidència administrativa dels sotmesos a MPA és inferior a la taxa de reincidència penitenciària; (2) no hi ha diferències rellevants pel que fa a la reincidència administrativa entre els homes i les dones estudiades, tampoc entre estrangers i espanyols; (3) presenten una major taxa de reincidència els que tenen antecedents de qualsevol tipus, i encara una taxa major els que tenen antecedents penitenciaris.

Efecto de los contenidos de C, Mn y Si en el comportamiento a fluencia en caliente de aceros de construcción al carbono y microaleados: aplicación a la obtención de grano ultrafino en productos largos laminados

Després d’aplicar alguns tractaments d’elaboració i conservació als aliments, queden bacteris lesionats. Aquests bacteris perden la capacitat de créixer en els medis de cultiu selectiu convencionals, de manera que se’n subestima el recompte. Malgrat això, poden recuperar-se als aliments i suposar un risc per la salut, ja que alguns encara poden mantenir activitat metabòlica i integritat estructural. En aquest projecte, es van optimitzar protocols de preparació de mostres per citometria de flux (CF) per avaluar l’estat fisiològic de patògens alimentaris (Escherichia coli O157:H7, Salmonella Enteritidis i Listeria monocytogenes) sotmesos a estrès. Es van estudiar principalment dos paràmetres fisiològics: la integritat de membrana, mitjançant iodur de propidi i fluorocroms de la família SYTO; i l’activitat respiratòria, per la reducció intracel•lular d’una sal de tetrazole, el CTC. En primer lloc, es van avaluar variables de protocol, com la concentració de colorant, la ràtio entre colorants, la solució de tinció i el temps d’incubació, en mostres control (cèl•lules sanes i mortes). A continuació, els protocols optimitzats es van aplicar a suspensions bacterianes en medi de cultiu que prèviament havien estat sotmeses a estressos físics i fisicoquímics. Durant l’etapa final del projecte, els coneixements adquirits sobre la preparació de mostres per CF es van aplicar a l’anàlisi de mostres de matriu complexa: amanides comercials inoculades amb E. coli O157:H7. Als assajos amb indicadors d’integritat de membrana en suspensions bacterianes sotmeses a estrès, es van poder quantificar cèl•lules amb la membrana parcialment danyada (presumptes cèl•lules lesionades). El recompte de cèl•lules que mantingueren l’activitat respiratòria després de ser sotmeses a estrès va ser superior al que es va obtenir mitjançant recompte en placa convencional, cosa que va evidenciar la presència de cèl•lules actives però no cultivables. La introducció d’estratègies per reduir les interferències provocades per les partícules alimentàries i l’ús d’un anticòs amb marcatge fluorescent va permetre detectar selectivament les cèl•lules d’E. coli O157:H7 i avaluar-ne la integritat de membrana simultàniament. L’anàlisi de cèl•lules bacterianes per CF requereix de la exhaustiva optimització dels protocols, que són específics per cada soca i matriu. Malgrat això, i a diferència del mètode convencional per recompte en placa, ofereix la possibilitat d’obtenir una gran quantitat d’informació sobre el sovint complex estat fisiològic d’una mostra.

Evaluation of four whole-plant inoculation methods to analyze the pathogenicity of Erwinia amylovora under quarantine conditions

Four methods were tested to assess the fire-blight disease response on grafted pear plants. The leaves of the plants were inoculated with Erwinia amylovora suspensions by pricking with clamps, cutting with scissors, local infiltration, and painting a bacterial suspension onto the leaves with a paintbrush. The effects of the inoculation methods were studied in dose-time-response experiments carried out in climate chambers under quarantine conditions. A modified Gompertz model was used to analyze the disease-time relatiobbnships and provided information on the rate of infection progression (rg) and time delay to the start of symptoms (t0). The disease-pathogen-dose relationships were analyzed according to a hyperbolic saturation model in which the median effective dose (ED50) of the pathogen and maximum disease level (ymax) were determined. Localized infiltration into the leaf mesophile resulted in the early (short t0) but slow (low rg) development of infection whereas in leaves pricked with clamps disease symptoms developed late (long t0) but rapidly (high rg). Paintbrush inoculation of the plants resulted in an incubation period of medium length, a moderate rate of infection progression, and low ymax values. In leaves inoculated with scissors, fire-blight symptoms developed early (short t0) and rapidly (high rg), and with the lowest ED50 and the highest ymax