Intensity correlation function of dye lasers: Short-time behavior

We propose an equation to calculate the intensity correlation function of a dye-laser model with a pump parameter subject to finite-bandwidth fluctuations. The equation is valid, in the weak-noise limit, for all times. It incorporates novel non-Markovian features. Results are given for the short-time behavior of the correlation function. It exhibits a characteristic initial plateau. Our findings are supported by a numerical simulation of the model.

Theory for the transient statistics of a dye laser

A theory is presented to explain the statistical properties of the growth of dye-laser radiation. Results are in agreement with recent experimental findings. The different roles of pump-noise intensity and correlation time are elucidated.

Intensity correlation functions of dye lasers: Comparison of colored-gain-noise and colored-loss-noise models

The intensity correlation functions C(t) for the colored-gain-noise model of dye lasers are analyzed and compared with those for the loss-noise model. For correlation times ¿ larger than the deterministic relaxation time td, we show with the use of the adiabatic approximation that C(t) values coincide for both models. For small correlation times we use a method that provides explicit expressions of non-Markovian correlation functions, approximating simultaneously short- and long-time behaviors. Comparison with numerical simulations shows excellent results simultaneously for short- and long-time regimes. It is found that, when the correlation time of the noise increases, differences between the gain- and loss-noise models tend to disappear. The decay of C(t) for both models can be described by a time scale that approaches the deterministic relaxation time. However, in contrast with the loss-noise model, a secondary time scale remains for large times for the gain-noise model, which could allow one to distinguish between both models.

Empleo de óptica adaptativa y fluorescencia en un oftalmoscopio laser de barrido para el registro de células

Estudio elaborado a partir de una estancia en la Universidad de Rochester, Estados Unidos, de octubre del 2006 a enero del 2007. La estancia realizada en la Universidad de Rochester estuvo orientada al aprendizaje en profundidad del oftalmoscopio láser de barrido. El oftalmoscopio láser de barrido emplea una técnica confocal con la finalidad de visualizar diferentes estructuras retinianas en seres vivos. El instrumento diseñado y desarrollado en el Centro de Ciencias de la Visión incorpora un sistema de óptica adaptativa y fluorescencia. La óptica adaptativa aplicada en este oftalmoscopio tiene como objetivo corregir las aberraciones existentes en el ojo y así permitir observar detalles de la retina que de otra forma se verían emborronados. De esta forma se consigue alcanzar valores de resolución muy cercanos a los impuestos por difracción. Por otro lado el uso de fluorescencia tiene por objetivo el permitir la visualización de células y estructuras que, de no ser teñidas, son transparentes a la luz y visible. Esta técnica se ha estado utilizando principalmente en primates y ratas, aunque actualmente también se están llevando a cabo medidas de células de epitelio pigmentario en seres humanos ya que el pigmento contenido en estas células permite la aplicación de la fluorescencia sin necesidad de utilizar tinción.

Muntatge i caracterització d'una placa DSSC: Buscant potència

Treball de recerca realitzat per alumnes d'ensenyament secundari i guardonat amb un Premi CIRIT per fomentar l'esperit científic del Jovent l'any 2009. Els objectius inicials foren la construcció d una 'Cèl•lula Solar Sensibilitzada mitjançant un Colorant’ (DSSC) amb el tint d una col llombarda i posterior caracterització segons el dossier 'Nanocrystalline Solar Cell Kit: Recreating Photosynthesis’. Les DSSC (Dye Sensitized Solar Cell) són un tipus de cèl•lules que imiten els principis que la fotosíntesis ha fet servir exitosament durant més de 3,5 bilions d anys. S’han construït algunes DSSC i se n’ha provat la seva eficiència. El seu funcionament es basa en l’energia d’un fotó que excita un electró i el fa saltar de nivell energètic fins que es desprèn de l’àtom de colorant, deixant un forat en la molècula. Aquest electró lliure passa a través de la capa de TiO2 fins arribar a la càrrega on es genera el corrent elèctric. Tot seguit, l’electró arriba al contra-elèctrode i és aquí on entra en contacte amb l’electròlit, el mediador iode/triiode. Aquest regenera l’electró, que anteriorment ha saltat del colorant, oxidant-se ell mateix.

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.

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.

Síntesis y caracterización de complejos mononucleares de rutenio que incorporan estructuras azobencénicas y fosfónicas. Aplicación en catalisis homogénea y heterogénea

Los azobencenos son compuestos extensamente utilizados en la industria. Éstos contienen un grupo funcional azo que gracias a su isomerización reversible (E)/(Z) foto-inducida y específica del grupo N=N, ha llevado a la utilización de este tipo de compuestos para la generación de interruptores moleculares. En este trabajo se pretende aplicar este peculiar comportamiento del grupo azo a la catálisis heterogénea de epoxidación de alquenos, con la idea de activar y desactivar a voluntad la actividad de sistemas catalíticos de rutenio inmovilizados sobre nanopartículas mediante la acción de un estímulo externo, la luz.

Vascular endothelial growth factor and angiopoietin-2 play a major role in the pathogenesis of vascular leakage in cirrhotic rats.

Background and aims: The extent and molecular mechanisms governing plasma extravasation and formation of ascites in cirrhosis are unknown. Vascular endothelial growth factor-A (VEGF-A) and angiopoietin-2 (Ang-2) are endogenous substances with powerful vascular permeability effects. We assessed regional blood flow, vascular leakage, mRNA and tissular expression of VEGF-A and Ang-2 and vascular permeability following VEGF receptor 2 blockade in control and cirrhotic rats to define the vascular territories showing altered vascular permeability in cirrhosis and to determine whether VEGF-A and Ang-2 are involved in this phenomenon. Methods: Arterial blood flow was analysed with the coloured microsphere method. Vascular leakage was measured and visualised with the dye Evan¿s Blue and colloidal carbon techniques, respectively. VEGF-A and Ang-2 expression were determined by real-time polymerase chain reaction (RT-PCR), immunohistochemistry and western blot. The effect on vascular permeability induced by VEGFR2 blockade was assessed by administration of the receptor inhibitor SU11248. Results: Arterial blood flow was increased in the mesentery, pancreas and small intestine but not in the kidney and spleen of cirrhotic rats as compared to controls. Increased vascular leakage was observed in the mesentery and liver, where colloidal carbon spread from microvessels to the adjacent fibrotic tracts. Increased hepatic and mesenteric expression of VEGF-A and Ang-2 was found in cirrhotic rats as compared to controls. Blockade of VEGFR2 markedly reduced hepatic and mesenteric vascular leakage in cirrhotic rats. Conclusions: Enhanced endothelial permeability is restricted to the hepatic and mesenteric vascular beds in cirrhotic rats with ascites and VEGF-A and Ang-2 are key factors in the signalling pathways regulating this dysfunction.

Effective eigenvalue for the intensity correlations of single-mode and two-mode lasers

Exact formulas for the effective eigenvalue characterizing the initial decay of intensity correlation functions are given in terms of stationary moments of the intensity. Spontaneous emission noise and nonwhite pump noise are considered. Our results are discussed in connection with earlier calculations, simulations, and experimental results for single-mode dye lasers, two-mode inhomogeneously broadened lasers, and two-mode dye ring lasers. The effective eigenvalue is seen to depend sensitively on noise characteristics and symmetry properties of the system. In particular, the effective eigenvalue associated with cross correlations of two-mode lasers is seen to vanish in the absence of pump noise as a consequence of detailed balance. In the presence of pump noise, the vanishing of this eigenvalue requires equal pump parameters for the two modes and statistical independence of spontaneous emission noise acting on each mode.

Decay of an unstable state in the presence of multiplicative noise

The phenomenon of anomalous fluctuations associated with the decay of an unstable state is analyzed in the presence of multiplicative noise. A theory is presented and compared with a numerical simulation. Our results allow us to distinguish the roles of additive and multiplicative noise in the nonlinear relaxation process. We suggest the use of experiments on transient dynamics to understand the effect of these two sources of noise in problems in which parametric noise is thought to be important, such as dye lasers.

Assessment of the potential skin irritation of lysine-derivative anionic surfactants using mouse fibroblast and human keratinocytes as an alternative to animal testing

Purpose. The aim of this study was to identify new surfactants with low skin irritant properties for use in pharmaceutical and cosmetic formulations, employing cell culture as an alternative method to in vivo testing. In addition, we sought to establish whether potential cytotoxic properties were related to the size of the counterions bound to the surfactants. Methods. Cytotoxicity was assessed in the mouse fibroblast cell line 3T6, and the human keratinocyte cell line NCTC 2544, using the MTT assay and uptake of the vital dye neutral red 24 h after dosing (NRU). Results. Lysine-derivative surfactants showed higher IC50s than did commercial anionic irritant compounds such as sodium dodecyl sulphate, proving to be no more harmful than amphoteric betaines. The aggressiveness of the surfactants depended upon the size of their constituent counterions: surfactants associated with lighter counterions showed a proportionally higher aggressivity than those with heavier ones. Conclusions. Synthetic lysine-derivative anionic surfactants are less irritant than commercial surfactants such as sodium dodecyl sulphate and Hexadecyltrimethylammonium bromide and are similar to Betaines. These surfactants may offer promising applications in pharmaceutical and cosmetic preparations, representing a potential alternative to commercial anionic surfactants as a result of their low irritancy potential.

Investigaciones sobre la detección, difusión natural y control del enrollamiento clorótico del albaricoquero

Se ha aplicado la técnica de la tinción con el fluorocromo DAPI (4'-6- diamidino- 2-fenilindol) a la detección de organismos del tipo micoplasma («mycoplasma-like organisms» o MLOs) y al seguimiento, a lo largo de un año, de la distribución de MLOs en albaricoqueros enfermos de enrollamiento clorótico («apricot chloroiic leaf roll» o ACLR). Los resultados obtenidos confirman la poca fiabilidad de esta técnica para la detección precoz de micoplasmosis en árboles frutales, a causa de la baja concentración e irregular distribución de MLOs dentro de los árboles enfermos. Én cambio, la tinción con DAPI es útil para la observación a lo largo del año de la distribución de MLOs en diferentes partes de los árboles infectados por ACLR. A lo largo del invierno y la primavera, los MLOs fueron detectados solamente en las raíces y en los ramos formados el año anterior. La presencia de MLOs en los nuevos brotes no pudo ser detectada hasta el principio del verano. En trabajos previos se observaron grandes variaciones en la difusión natural del ACLR, incluso entre áreas próximas de la misma provincia de Valencia. Las investigaciones efectuadas ahora sobre las poblaciones de cicadélidos han mostrado que tanto el número de especies como el de individuos capturados son superiores en un área con una importante difusión natural del ACLR que en otra zona donde la difusión de la enfermedad es prácticamente nula. Las diferencias entre los cicadélidos capturados en estas dos áreas han proporcionado indicaciones acerca de las especies que tienen más probabilidades de ser vectores del ACLR. Se ha estudiado también, durante tres años, la influencia de tratamientos insecticidas y herbicidas sobre la difusión natural del ACLR en una plantación de albaricoqueros. En la mitad de la plantación que se dejó sin tratar, el número de cicadélidos capturados, así como el de nuevos árboles con síntomas de ACLR fue mayor que en la parte de la plantación que había sido tratada.

A mechanistic approach to methylene blue sorption on two vegetable wastes: Cork bark and grape stalks

Two vegetable wastes, cork bark and grape stalks, were investigated for the removal of methylene blue from aqueous solution. The effects of contact time, dye concentration, pH, and temperature on sorption were studied relative to adsorption on a commercially-activated carbon. The highest adsorption yield was obtained within the pH range 5 to 10 for grape stalks and 7 to 10 for cork bark. The sorption kinetics of dye onto activated carbon and grape stalks was very fast. Kinetics data were fitted to the pseudo-first and second order kinetic equations, and the values of the pseudo-second-order initial rate constants were found to be 1.69 mg g-1 min-1 for activated carbon, 2.24 mg g-1 min-1 for grape stalks, and 0.90 mg g-1 min-1 for cork bark. Langmuir maximum sorption capacities for activated carbon, grape stalks, and cork bark for methylene blue estimated by the Orthogonal Distance Regression method (ODR) were 157.5 mg g-1, 105.6 mg g-1, and 30.52 mg g-1, respectively. FTIR spectra indicated that carboxylic groups and lignin play a significant role in the sorption of methylene blue. Electrostatic forces, n-p interactions, cation-p, and p-p stacking interactions contribute to methylene blue sorption onto grape stalks and cork bark. Grape stalks can be considered an efficient biosorbent and as a viable alternative to activated carbon and ion-exchange resins for the removal of methylene blue