Preparation and properties of starch-based biopolymers modified with difunctional isocyanates

The present work reports on the preparation of thermoplastic starch (TPS) modified in situ with a diisocyanate derivative. Evidence of the condensation reaction between the hydroxyl groups of starch and glycerol with the isocyanate function (NCO) was confirmed by FTIR analysis. The evolution of the properties of the ensuing TPS, in term of mechanical properties, microstructure, and water sensitivity, was investigated using tensile mechanical, dynamic mechanical thermal analysis (DMTA), X-ray diffraction (XRD), and water uptake. The results showed that the addition of isocyanate did not affect the crystallinity of the TPS and slightly reduced the water uptake of the material. The evolution of the mechanical properties with ageing became less pronounced by the addition of the isocyanate as their amount exceeded 4 to 6wt%.

Periodic solutions of second-order differential inclusions systems with p-Laplacian

Some existence results are obtained for periodic solutions of nonautonomous second-order differential inclusions systems with p-Laplacian

Periodic solutions for nonautonomous second order differential inclusions systems with p- Laplacian

Using the nonsmooth variant of minimax point theorems, some existence results are obtained for periodic solutions of nonautonomous second-order differential inclusions systems with p-Laplacian.

Minimal truncations of supersingular p-divisible groups

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."

Traverso's isogeny conjecture for p-divisible groups

"Vegeu el resum a l'inici del document adjunt."

Solid-phase synthesis and NMR studies of modified oligonucleotides forming triplex helix and of oligonucleopeptides mimicking the topoisomerase I-DNA covalent complex

Report for the scientific sojourn carried out at the Institut de Biologia Molecular de Barcelona of the CSIC –state agency – from april until september 2007. Topoisomerase I is an essential nuclear enzyme that modulates the topological status of DNA, facilitating DNA helix unwinding during replication and transcription. We have prepared the oligonucleotide-peptide conjugate Ac-NLeu-Asn-Tyr(p-3’TTCAGAAGC5’)-LeuC-CONH-(CH2)6-OH as model compound for NMR studies of the Topoisomerase I- DNA complex. Special attention was made on the synthetic aspects for the preparation of this challenging compound especially solid supports and protecting groups. The desired peptide was obtained although we did not achieve the amount of the conjugate needed for NMR studies. Most probably the low yield is due to the intrinsic sensitive to hydrolysis of the phosphate bond between oligonucleotide and tyrosine. We have started the synthesis and the structural characterization of oligonucleotides carrying intercalating compounds. At the present state we have obtained model duplex and quadruplex sequences modified with acridine and NMR studies are underway. In addition to this project we have successfully resolved the structure of a fusion peptide derived from hepatitis C virus envelope synthesized by the group of Dr. Haro and we have synthesized and started the characterization of a modified G-quadruplex.

Spaces with Noetherian cohomology

Is the cohomology of the classifying space of a p-compact group, with Noetherian twisted coefficients, a Noetherian module? This note provides, over the ring of p-adic integers, such a generalization to p-compact groups of the Evens-Venkov Theorem. We consider the cohomology of a space with coefficients in a module, and we compare Noetherianity over the field with p elements, with Noetherianity over the p-adic integers, in the case when the fundamental group is a finite p-group.

Nanopartícul·les core-shell estabilitzades en polímer amb propietats calítiques i bactericides medioambientalment segure

Aquest projecte de doctorat és un treball interdisciplinari adreçat a l’obtenció de nous nanocompòsits (NCs) funcionals sintetitzats a partir de materials polimèrics bescanviadors d’ions que són modificats amb nanopartícules metàl•liques (NPMs) de diferent composició. Els materials desenvolupats s’avaluen en funció de dues possibles aplicacions: 1) com a catalitzadors de reaccions orgàniques d’interès actual (NCs basats en pal•ladi) i, 2) la seva dedicació a aplicacions bactericides en el tractament d’aigües domèstiques o industrials (NCs basats en plata). El desenvolupament de nanomaterials és de gran interès a l’actualitat donades les seves especials propietats, l’aprofitament de les quals és la força impulsora per a la fabricació de nous NCs. Les nanopartícules metàl•liques estabilitzades en polímer (Polymer Stabilized Metal Nanoparticles, PSNPM) s’han preparat mitjançant la tècnica in-situ de síntesi intermatricial (Inter-matrix synthesis, IMS) que consisteix en la càrrega seqüencial dels grups funcionals de les matrius polimèriques amb ions metàl•lics, i la seva posterior reducció química dins de la matriu polimèrica de bescanvi iònic. L’estabilització en matrius polimèriques evita l’agregació entre elles (self-aggreagtion), un dels principals problemes coneguts de les NPs. Pel desenvolupament d’aquesta metodologia, s’han emprat diferents tipus de matrius polimèriques de bescanvi iònic: membrana Sulfonated PolyEtherEtherKetone, SPEEK, així com fibres sintètiques basades en polypropilè amb diferents tipus de grups funcionals, que ens permeten el seu ús com a filtres en la desinfecció de solucions aquoses o com a material catalitzador. Durant el projecte s’ha anat avançant en l’optimització del material nanocomposite final per a les aplicacions d’interès, en quant activitat i funcionalitat de les nanopartícules i estabilitat del nanocomposite. Així, s’ha optimitzat la síntesi de NPs estabilitzades en resines de bescanvi iònic, realitzant un screening de diferents tipus de resines i la seva avaluació en aplicacions industrials d’interès.

Materials nanocomposits a partir de whiskers de cel•lulosa i matriu polimèrica de cautxú

De acuerdo con los objetivos generales del proyecto y plan de trabajo previsto, para esta anualidad, se obtuvieron fibras y microfibras de celulosa a partir de dos fuentes: celulosa vegetal de pino y eucalipto y celulosa bacterial. Las microfibrillas han sido utilizadas como material de refuerzo para la fabricación de materiales compuestos a partir de caucho natural, policaprolactona y polivinil alcohol. Las muestras se fabricaron mediante la técnica de "casting" en medio acuoso y temperatura ambiente. Las muestras fueron caracterizados en sus propiedades mecánicas, físicas y térmicas. Se observó que, en general, la adición de las microfibrillas de celulosa en las matrices poliméricas provoca una mejora sustancial en las propiedades mecánicas del material en comparación con el polímero sin reforzar. Los resultados pueden resumirse de la siguiente manera: 1.Fabricación de materiales compuestos a base de caucho natural y fibras de celulosa. Se obtuvieron fibras y nanofibras de celulosa que fueron modificadas químicamente y usadas como refuerzo en matriz de caucho. Los resultados mostraron mejora de propiedades mecánicas del material, principalmente en los materiales compuestos reforzados con nanofibras. 2. Obtención de whiskers de celulosa y su utilización como material de refuerzo en una matriz de policaprolactona. Se obtuvieron whiskers de celulosa a partir de pasta blanqueada. La adición en una matriz de policaprolactona produjo materiales compuestos con propiedades mecánicas superiores a la matriz, con buena dispersión de los whiskers. 3. Obtención de fibras de celulosa bacterial y nanofibras de celulosa, aislamiento y utilización sobre una matriz de polivinil alcohol. Se obtuvo celulosa bacterial a partir de la bacteria Gluconacetobacter xylinum. Además se fabricaron nanofibras de celulosa a partir eucalipto blanqueado. La celulosa bacterial como material de refuerzo no produjo importantes mejoras en las propiedades mecánicas de la matriz; en cambio se observaron mejoras destacables con la nanofibra como refuerzo.

Processos participatius, governança ambiental i desenvolupament territorial sostenible

Estudio realizado a partir de una estancia en el Centro de Filosofia e Ciências Humanas de la Universidade Federal de Santa Catarina, Brasil, durant entre septiembre y noviembre del 2005. El intercambio con los grupos de trabajo del Programa de Pós-Graduçao Interdisciplinar em Ciências Humanas (UFSCE-Brasil), se ha llevado a cabo con el objetivo de profundizar en las diferentes perspectivas teóricas y analíticas que orientan la reflexión sobre el papel crítico de los investigadores en el área de sociología del conocimiento ambiental científico. Esto ha permitido conocer experiencias-laboratorios de procesos participativos para planear intervenciones en áreas protegidas. Estas orientaciones conceptuales, epistemológicas y metodológicas ayudaran a la candidata a reforzar la aproximación de investigación participativa del proyecto “Avaluació social multicriteri per a la presa de decisions orientades a una gestió conservativa de sistemes agropecuaris i el desenvolupament sostenible de la zona seca i semi-seca del paisatge terrestre protegit de Miraflor-Moropotente (Nicaragua)” que es la línea del trabajo de PhD de la candidata. En especial, las reflexiones teóricas y metodológicas se han centrado en los siguientes temas: aproximación sistemática y basada en los actores para el análisis de sistemas complejos y incertezas, métodos participativos para las evaluaciones integradas de sustentabilidad que apoyan los procesos de toma de decisiones, o el nuevo papel de los investigadores sobre una perspectiva compleja de análisis y diálogo entre los conocimientos científicos y locales.

Desenvolupament d'hidrogels superficials que contenen motius d'adhesió cel·lular

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada al Departament d’Enginyeria Química del Massachusetts Institute of Technology entre abril i octubre del 2006. S’ha dissenyat i sintetitzat uns nous films polimèrics, amb aplicacions en l’àmbit de l’enginyeria de teixits, utilitzant la tècnica anomenada iCVD (initiated Chemical Vapor Deposition), prèviament desenvolupada pel grup receptor. Es tracta d’uns hidrogels superficials de gruix controlable, que incorporen un monòmer fluorat, el qual s’havia estudiat extensament en el grup d’origen. Aquest monòmer es caracteritza per reaccionar molt fàcilment amb pèptids, de manera que aquests queden units covalentment a la superfície. Diferents estratègies pel desenvolupament d’aquests copolímers han estat avaluades, tant des del punt de vista purament sintètic com de la pròpia aplicació. Les condicions de polimerització han estat optimitzades i els hidrogels s’han caracteritzat químicament per tècniques espectroscòpiques (FTIR, XPS), i físicament per angle de contacte i el·lipsometria. D’aquesta manera, s’ha estudiat la capacitat dels hidrogels d’absorbir aigua i alhora augmentar el seu gruix, depenent de la quantitat d’agent reticulant introduït i de la incorporació del nou monòmer. A continuació, s’han optimitzat les condicions de reacció d’aquestes superfícies amb pèptids que incorporen una molècula fluorescent, la qual permet detectar fàcilment per microscòpia de fluorescència si la reacció ha tingut lloc. Una vegada la plataforma ha estat posada a punt, s’han iniciat assajos cel·lulars tant amb fibroblasts embriònics de ratolí com amb cèl·lules humanes umbilicals. Els resultats preliminars suggereixen una morfologia diferent de les cèl·lules segons si es cultiven sobre films modificats amb pèptids que promouen l’adhesió cel·lular o sobre les seves seqüències permutades no actives. Però, el més interessant és que també s’han observat certes diferències depenent si els films contenen el component hidrogel o no, fet que suggeriria un paper actiu d’aquests noves superfícies en el comportament cel·lular.

Nanomotors: new strategies of (bio)sensing based on motion

Nanomotors are nanoscale devices capable of converting energy into movement and forces. Among them, self-propelled nanomotors offer considerable promise for developing new and novel bioanalytical and biosensing strategies based on the direct isolation of target biomolecules or changes in their movement in the presence of target analytes. The mainachievements of this project consists on the development of receptor-functionalized nanomotors that offer direct and rapid target detection, isolation and transport from raw biological samples without preparatory and washing steps. For example, microtube engines functionalized with aptamer, antibody, lectin and enzymes receptors were used for the direct isolation of analytes of biomedical interest, including proteins and whole cells, among others. A target protein was also isolated from a complex sample by using an antigen-functionalized microengine navigating into the reservoirs of a lab-on-a-chip device. The new nanomotorbased target biomarkers detection strategy not only offers highly sensitive, rapid, simple and low cost alternative for the isolation and transport of target molecules, but also represents a new dimension of analytical information based on motion. The recognition events can be easily visualized by optical microscope (without any sophisticated analytical instrument) to reveal the target presence and concentration. The use of artificial nanomachines has shown not only to be useful for (bio)recognition and (bio)transport but also for detection of environmental contamination and remediation. In this context, micromotors modified with superhydrophobic layer demonstrated that effectively interacted, captured, transported and removed oil droplets from oil contaminated samples. Finally, a unique micromotor-based strategy for water-quality testing, that mimics live-fish water-quality testing, based on changes in the propulsion behavior of artificial biocatalytic microswimmers in the presence of aquatic pollutants was also developed. The attractive features of the new micromachine-based target isolation and signal transduction protocols developed in this project offer numerous potential applications in biomedical diagnostics, environmental monitoring, and forensic analysis.

Is response to fire influenced by dietary specialization and mobility? A comparative study with multiple animal assemblages

Fire is a major agent involved in landscape transformation and an indirect cause of changes in species composition. Responses to fire may vary greatly depending on life histories and functional traits of species. We have examined the taxonomic and functional responses to fire of eight taxonomic animal groups displaying a gradient of dietary and mobility patterns: Gastropoda, Heteroptera, Formicidae, Coleoptera, Araneae, Orthoptera, Reptilia and Aves. The fieldwork was conducted in a Mediterranean protected area on 3 sites (one unburnt and two burnt with different postfire management practices) with five replicates per site. We collected information from 4606 specimens from 274 animal species. Similarity in species composition and abundance between areas was measured by the Bray-Curtis index and ANOSIM, and comparisons between animal and plant responses by Mantel tests. We analyze whether groups with the highest percentage of omnivorous species, these species being more generalist in their dietary habits, show weak responses to fire (i.e. more similarity between burnt and unburnt areas), and independent responses to changes in vegetation. We also explore how mobility, i.e. dispersal ability, influences responses to fire. Our results demonstrate that differences in species composition and abundance between burnt and unburnt areas differed among groups. We found a tendency towards presenting lower differences between areas for groups with higher percentages of omnivorous species. Moreover, taxa with a higher percentage of omnivorous species had significantly more independent responses of changes in vegetation. High- (e.g. Aves) and low-mobility (e.g. Gastropoda) groups had the strongest responses to fire (higher R scores of the ANOSIM); however, we failed to find a significant general pattern with all the groups according to their mobility. Our results partially support the idea that functional traits underlie the response of organisms to environmental changes caused by fire.

Ascertaining Key Factors Behind the Coexistence of the Native Ant Species Plagiolepis pygmaea with the Invasive Argentine Ant Linepithema humile (Hymenoptera: Formicidae)

The Argentine ant, Linepithema humile, is a world-wide invasive ant species. Its presence has a strong negative impact on ant diversity. The present study attempts to highlight the reasons for the coexistence of this highly dominant species with Plagiolepis pygmaea, the only native ant species that has proved able to resist the invasion in a natural ecosystem in the north-east of the Iberian Peninsula. To quantify the aggressiveness level of both species we performed aggressiveness tests on workers in different areas: a) Argentine ant workers from areas with P. pygmaea, b) Argentine ant workers from areas without P. pygmaea, c) P. pygmaea from a non-invaded area and d) P. pygmaea from an invaded area. We also confronted Argentine ant workers with P. pallidula and T. nigerrimum. These aggressiveness tests showed that the coexistence of these two species of ants was not due to a habituation process, since the aggressiveness level observed between the four kinds of confrontations were fairly similar. We also found a lack of aggressiveness between Argentine ant workers and P. pygmaea, and highly submissive behavior in the latter when confronted with the invader. The peaceful character of P. pygmaea together with its markedly submissive behavior may be the main factors behind the coexistence of these species in the study area