Études spectroscopiques expérimentales et théoriques de complexes de métaux de transition

Cette thèse présente une série d'études qui visent la compréhension de la structure électronique de complexes de métaux de transition en employant diverses méthodes de spectroscopie. L'information sur la structure électronique aide à comprendre et développer des nouveaux matériaux, des nouvelles voies de synthèses, ainsi que des nouveaux modèles théoriques. Habituellement, afin d'explorer la structure électronique d'un système qui comporte en son centre un métal de transition, l'information fournie par les spectres d'un seul composé n'est pas suffisante. On étudie une série de composés similaires, qui ont le même métal de transition à un degré d'oxydation donné, ainsi que des ligands qui forment des liaisons de différentes forces et caractéristiques avec le métal. Cependant, ces changements, bien qu'on les désire de faible impact, créent une grande perturbation de la structure électronique visée par les études. Afin d'étudier en profondeur une seule structure électronique, nous employons une stratégie d'analyse moins perturbante. Nous appliquons une pression hydrostatique sur les complexes de métaux de transition. Cette pression perturbe le système suffisamment pour nous livrer davantage d'informations sur la structure électronique, sans la « dénaturer ». Afin d'étudier précisément ces systèmes perturbés, la technique d'application de pression est conjuguée, dans la littérature, aux diverses techniques de spectroscopie d'absorption UV-visible, de luminescence, ainsi que de diffusion Raman. Pour extraire un maximum d'informations de ces expériences, on emploie des techniques de calculs de structure électronique ainsi que de dynamique des noyaux. Dans cette thèse, on tente de mettre en lumière la structure électronique de composés de molybdène(IV), de platine(II) et palladium(II) à l'aide de la technique de pression couplée aux spectroscopies de luminescence et de diffusion Raman. Dans le chapitre 3, on observe un déplacement de la bande de luminescence de +12 cm-1/kbar entre la pression ambiante et 25 kbar pour le complexe trans-[MoOCl(CN-t-Bu)4]BPh4, dont le centre métallique molybdène(IV)est de configuration électronique 4d2. Il s'agit de la première variation positive observée pour un complexe de type métal-oxo. À des pressions plus élevées, la tendance s'inverse. Le maximum d'énergie de la bande de luminescence se déplace de -8 cm-1/kbar. Ce changement de variation présage d'une compétition interne entre les ligands situés sur les différents axes de l'octaèdre. À l'aide de calculs basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité, on propose un mécanisme pour expliquer ce phénomène. Au cours du chapitre 4, on étudie des complexes de palladium(II) et de platine(II) qui ont les mêmes ligands. Un de ces ligands est le 1,4,7-trithiacyclononane (ttcn). On constate qu'à basse pression le ligand est bidentate. Par contre, lorsque la pression augmente, on constate, par exemple à l'aide du complexe [Pt(ttcn)Cl2], qu'une interaction anti-liante supplémentaire se produit entre le ligand ttcn et le métal, ce qui change la nature de l'orbitale HOMO. On observe un déplacement de la bande de luminescence de -19 cm-1/kbar. Tel que pour le complexe de molybdène(IV), le déplacement de la bande de luminescence dépend de la compétition entre les ligands situés sur les différents axes de l'octaèdre. L'interaction liante entre l'ion platine(II) et l'atome de soufre axial est l'effet le plus plausible qui peut induire un déplacement de la bande de luminescence vers les basses énergies. Ceci nous indique que cette interaction domine. Par contre, pour ce qui est du complexe palladium(II), la compétition est remportée par d'autres effets, car le déplacement de la bande de luminescence est de +6 cm-1/kbar. Encore une fois, des calculs, basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité, aident à explorer les causes de ces observations en suggérant des explications corroborées simultanément par les diverses expériences de spectroscopie. Lors du chapitre 5, une étude plus exacte de la structure électronique ainsi que de la dynamique des noyaux de complexes de métaux de transition est présentée. En effet, les complexes de palladium(II) et de platine(II), de type [M(X)4]2-, ont une structure simple, très symétrique. Le premier état excité de ces molécules subit la distorsion Jahn-Teller. On veut établir un protocole de travail pour les expérimentateurs afin d'analyser des spectres de molécules pour lesquelles l'approximation de Born-Oppenheimer n'est pas valide. On utilise la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps ainsi que le modèle de Heidelberg afin de décrire des effets non adiabatique. On tente d'établir l'influence des effets non adiabatiques sur les spectres de ce type de complexe.

Carbon-carbon bond formation : from transition metal catalysis to base-promoted homolytic aromatic substitution

Cette thèse de doctorat porte sur la catalyse à partir de métaux de transition et sur la substitution homolytique aromatique favorisée par une base visant à former de nouvelles liaisons C–C, et à ainsi concevoir de nouvelles structures chimiques. Au cours des vingt dernières années, des nombreux efforts ont été réalisés afin de développer des méthodologies pour la fonctionnalisation de liens C–H, qui soient efficaces et sélectives, et ce à faible coût et en produisant le minimum de déchets. Le chapitre d'introduction donnera un aperçu de la fonctionnalisation directe de liens C–H sur des centres sp2 et sp3. Il sera également discuté dans cette partie de certains aspects de la chimie radicalaire reliés a ce sujet. Les travaux sur la fonctionnalisation d’imidazo[1,5-a]pyridines catalysée par des compleces de ruthénium seront présentés dans le chapitre 2. Malgré l'intérêt des imidazo[1,5-a]azines en chimie médicinale, ces composés n’ont reçu que peu d'attention dans le domaine de la fonctionnalisation de liens C–H. L'étendue de la réaction et l'influence des effets stériques et électroniques seront détaillés. Les cyclopropanes représentent les 10ème cycles carbonés les plus rencontrés dans les petites molécules d’intérêt pharmacologique. Ce sont aussi des intermédiaires de synthèse de choix pour la création de complexité chimique. Malgré de grands progrès dans le domaine de la fonctionnalisation de liens C(sp3)–H, l'étude des cyclopropanes comme substrats dans les transformations directes est relativement nouvelle. Le chapitre trois présentera l'arylation intramoléculaire directe de cyclopropanes. Cette réaction est réalisée en présence de palladium, en quantité catalytique, en combinaison avec des sels d’argent. Des études mécanistiques ont réfuté la formation d'un énolate de palladium et suggéreraient plutôt une étape de métallation - déprotonation concertée. En outre, les cycles de type benzoazepinone à sept chaînons ont été synthétisés par l'intermédiaire d'une séquence d'activation de cyclopropane/ouverture/cyclisation. Une arylation directe intermoléculaire des cyclopropanes a été réalisée en présence d'un auxiliaire de type picolinamide (Chapitre 4). Les deux derniers chapitres de ce mémoire de thèse décriront nos études sur la substitution homolytique aromatique favorisée par une base. Le mécanisme de la réaction de cyclisation intramoléculaire d'halogénures d'aryle, réalisée en présence de tert-butylate de potassium, a été élucidé et se produit via une voie radicalaire (Chapitre 5). La transformation, exempte de métaux de transition, ne nécessite que la présence d’une base et de pyridine comme solvant. Cette réaction radicalaire a été étendue à la cyclisation d'iodures d'alkyle non activés en présence d'un catalyseur à base de nickel et de bis(trimethylsilyl)amidure de sodium comme base (Chapitre 6). Des études de RMN DOSY ont démontré une association entre le catalyseur, la base et le matériel de départ.

Elaboration et caractérisation des nanocristaux de Zn F O enfouis 1-x x dans des diélectriques pour des applications en spin-électronique

Tese de Doutoramento em Ciências - Especialidade em Física

Développement d'un tandem multicatalytique méthylénation - couplage de Heck et Approche synthétique de l'Hodgsonox

Cette thèse comprend deux parties distinctes, dans lesquelles seront décrits tout d’abord, le développement d’un procédé multicatalytique en un seul pot d’une réaction de méthylénation suivie d’un couplage de Heck, puis dans un second temps, une étude vers la synthèse de l’Hodgsonox. Le premier thème de la thèse correspond à la mise en place d’un procédé en un seul pot, basé sur la méthodologie de méthylénation catalysée par un métal de transition, développée au sein du groupe du Pr. Lebel, et sur des couplages de Heck. Différentes études de compatibilité des réactifs mis en présence sont abordées, ainsi que le choix des conditions optimales (Pd(OAc)2 et P(o-tol)3) pour la réalisation d’un tel système qui ne requiert aucun isolement du produit intermédiaire. Il a été démontré que la présence de triphénylphosphine en excès inhibe la réaction de couplage de Heck, ce qui a finalement orienté notre choix vers les sels de cuivre pour la catalyse de la réaction de méthylénation. Le tandem séquentiel a ensuite été appliqué à la synthèse de divers stilbènes, notamment des composés dérivés du Resvératrol, molécule d’intérêt thérapeutique pour les maladies cardiovasculaires, et à la synthèse d’indanes substitués, avec un couplage intramoléculaire, avec de bons rendements. La deuxième partie de cette thèse traite de l’étude menée vers la synthèse de l’Hodgsonox. Cette molécule correspond à une nouvelle classe de sesquiterpènes tricycliques, comportant un dihydropyrane doté d’une fonction éther diallylique. Cette molécule représente un défi synthétique pour le groupe du Pr. Lebel, qui envisage de synthétiser les deux doubles liaisons terminales au moyen de la méthodologie de méthylénation développée au sein du groupe. L’Hodgsonox, dont la biosynthèse utilise la voie MEP, a un potentiel insecticide pour la croissance de la larve de la mouche verte d’Australie, Lucilia cuprina. La synthèse envisagée au cours de ces travaux est basée sur la formation préalable d’un cycle à 5 chaînons, comportant 3 centres stéréogéniques, puis sur la cyclisation du cycle pyranique au moyen d’une réaction d’insertion dans un lien O H. Un dédoublement cinétique dynamique sur une δ butyrolactone substituée permet de fixer la stéréochimie relative de deux centres chiraux dès la première étape. Le cycle à 5 chaînons est ensuite formé par métathèse après 6 étapes avec un rendement de 37%. Une addition conjuguée suivie d’une réaction de Saegusa et d’une réaction d’hydrosilylation introduit le groupement isopropyle de manière syn. Après mise en place d’un groupement céto-ester, un transfert de groupement diazonium permet de préparer le précurseur pour la réaction d’insertion dans un lien O-H. Le bicycle correspondant à la structure de base de l’Hodgsonox a été préparé au moyen de 16 étapes linéaires avec un rendement global de 12%.

Régulation de l'hepcidine et le rôle de la lipocaline 2 dans l'homéostasie du fer / Novel insights into the regulation of hepcidin and the role of lipocalin 2 in iron homeostasis

Le fer, un métal de transition, est requis pour la survie de presque tout les organismes vivant à cause de son habilité à accepter ou donner un électron et donc à catalyser plusieurs réactions biochimique fondamentales. Cependant, la même propriété permet aussi au fer ionique d’accélérer la formation de radicaux libres et donc le fer peut potentiellement avoir des effets néfastes. Conséquemment, l’homéostasie du fer doit être étroitement régulé, tant au niveau cellulaire que systémique. Notre étude met l’emphase sur deux molécules importante pour régulation du métabolisme du fer : la lipocaline 2 (Lcn2) et l’hepcidine. Lcn2, une protéine de phase aiguë, est impliquée dans le transport du fer par les sidérophores. Lcn2 est un candidat potentiel comme transporteur du fer qui pourrait être responsable de l’accumulation excessive du fer non lié à la transferrine dans le foie des patients atteints d’hémochromatose héréditaire (HH). Nous avons généré des souris double-déficiente HfeLcn2 pour évaluer l’importance de Lcn2 dans la pathogenèse de surcharge en fer hépatique dans les souris knock-out Hfe (Hfe -/-). Notre étude révèle que la délétion de Lcn2 dans les souris Hfe-/- n’influence pas leur accumulation de fer hépatique ou leur réponse à une surcharge en fer. Le phénotype des souries HfeLcn2-/- demeure indiscernable de celui des souris Hfe-/-. Nos données impliquent que Lcn2 n’est pas essentiel pour la livraison du fer aux hépatocytes dans l’HH. L’hepcidine, un régulateur clé du métabolisme du fer, est un petit peptide antimicrobien produit par le foie et qui régule l’absorption intestinale du fer et son recyclage par les macrophages. L’expression de l’hepcidine est induite par la surcharge en fer et l’inflammation, tandis que, à l'inverse, elle est inhibée par l'anémie et l'hypoxie. Dans certaine situations pathologique, l’hepcidine est régulée dans des directions opposées par plus d’un régulateur. Nous avons, en outre, analysé comment les différents facteurs influencent l’expression de l’hepcidine in vivo en utilisant un modèle de souris avec un métabolisme du fer altéré. Nous avons examiné la régulation de l’hepcidine en présence de stimuli opposés, ainsi que la contribution des médiateurs et des voix de signalisation en aval de l’expression de l’hepcidine. Nous avons démontré que l'érythropoïèse, lorsque stimulé par l’érythropoïétine, mais pas par l’hypoxie, diminue l’expression de l’hepcidine d’une façon dépendante de la dose, même en présence de lipopolysaccharides ou de surcharge de fer alimentaire, qui peuvent agir de manière additive. De plus, l’entraînement érythropoïétique inhibe tant la voix inflammatoire que celle de détection du fer, du moins en partie, par la suppression du signal IL-6/STAT3 et BMP/SMAD4 in vivo. Au total, nos données suggèrent que le niveau d’expression de l’hepcidine en présence de signaux opposés est déterminé par la force du stimulus individuel plutôt que par une hiérarchie absolue. Ces découvertes sont pertinentes pour le traitement de l’anémie des maladies chronique et les désordres de surcharge en fer.

Coordination of phosphido-boratabenzene ligands to transition metals

Environ 90% des composés produits industriellement sont fabriqués à l’aide de catalyseurs. C’est pourquoi la conception de catalyseurs toujours plus performants pour améliorer les procédés industriels actuels est toujours d’intérêt. De la grande variété de complexes avec des métaux de transition rapportés jusqu’à présent, les complexes zwitterioniques attirent notre attention par leurs activités catalytiques souvent supérieures aux complexes cationiques normaux. Un complexe métallique zwitterionique est un fragment métal-ligand neutre où la charge positive est située sur le centre métallique et où la charge négative est délocalisée sur un des ligands liés au métal. Nous proposons la synthèse de ligands anioniques phosphine comportant des groupements borates et boratabenzènes. Cette dernière espèce est un cycle à 6 membres où l’un des atomes de carbone est remplacé par un atome de bore et qui est négativement chargé. La capacité de ces phosphines anioniques à se lier à un centre métallique à l’aide de la paire libre du phosphore est due à la nature du lien P-B qui défavorise l’interaction entre la paire libre du phosphore et l’orbitale p vide du bore. Les propriétés de di-tert-butylphosphido-boratabenzène (DTBB) comme ligand phosphine anionique hautement donneur et encombré ainsi que la découverte de ses modes de coordination inhabituels pour stabiliser les métaux de transition insaturés ont été étudiés au cours de ce travail. De nouvelles perspectives sur les modes de coordination de phosphido-boratabenzène et la force de l’interaction du lien P-B seront discutées ainsi que les applications catalytiques. Nous avons d’abord étudié la coordination η1 avec des complexes de fer, ce qui nous a fourni des données quantitatives précieuses sur la capacité du DTBB d’agir comme ligand très donneur par rapport aux autres ligands donneurs bien connus. La capacité du DTBB à changer de mode de coordination pour soutenir les besoins électroniques du métal a été démontrée par la découverte d’une nouvelle espèce ferrocenyl phosphido-boratabenzène et sa nucléophilie a été étudiée. Au meilleur de notre connaissance, aucun exemple d’un ligand boratabenzène coordonné aux métaux du groupe 11 n’existe dans la littérature. Voilà pourquoi nous avons décidé d’explorer les modes de coordination du ligand DTBB avec Cu(I), Ag(I) et Au(I). A notre grande surprise, le ligand DTBB est capable de stabiliser les métaux du groupe 11 aux états d’oxydation faibles par une liaison MP qui est une coordination du type η1, un mode de coordination guère observé pour les ligands boratabenzène. Pendant nos travaux, notre attention s’est tournée vers la synthèse d’un complexe de rhodium(I) afin de tester son utilité en catalyse. A notre grande satisfaction, le complexe Rh-DTBB agit comme un précatalyseur pour l’hydrogénation des alcènes et alcynes à la température ambiante et à pression atmosphérique et son activité est comparable à celle du catalyseur de Wilkinson. Dans un désir d’élargir les applications de notre recherche, notre attention se tourna vers l’utilisation des composés du bore autres que le boratabenzène. Nous avons décidé de synthétiser une nouvelle espèce phosphido-borate encombrée. Lorsqu’elle réagit avec des métaux, l’espèce phosphido-borate subit un clivage de la liaison P-B. Toutefois, cette observation met en évidence la singularité et les avantages de la stabilité de la liaison P-B lors de l’utilisation du fragment boratabenzène. Ces observations enrichissent notre compréhension des conditions dans lesquelles la liaison P-B du ligand DTBB peut être clivée. Ces travaux ont mené à la découverte d’un nouveau ligand ansa-boratabenzène avec une chimie de coordination prometteuse.

The Cratylia Mollis Seed Lectin Induces Membrane Permeability Transition In Isolated Rat Liver Mitochondria And A Cyclosporine A-insensitive Permeability Transition In Trypanosoma Cruzi Mitochondria.

Previous results provided evidence that Cratylia mollis seed lectin (Cramoll 1,4) promotes Trypanosoma cruzi epimastigotes death by necrosis via a mechanism involving plasma membrane permeabilization to Ca(2+) and mitochondrial dysfunction due to matrix Ca(2+) overload. In order to investigate the mechanism of Ca(2+) -induced mitochondrial impairment, experiments were performed analyzing the effects of this lectin on T. cruzi mitochondrial fraction and in isolated rat liver mitochondria (RLM), as a control. Confocal microscopy of T. cruzi whole cell revealed that Cramoll 1,4 binding to the plasma membrane glycoconjugates is followed by its internalization and binding to the mitochondrion. Electrical membrane potential (∆Ψm ) of T. cruzi mitochondrial fraction suspended in a reaction medium containing 10 μM Ca(2+) was significantly decreased by 50 μg/ml Cramoll 1,4 via a mechanism insensitive to cyclosporine A (CsA, membrane permeability transition (MPT) inhibitor), but sensitive to catalase or 125 mM glucose. In RLM suspended in a medium containing 10 μM Ca(2+) this lectin, at 50 μg/ml, induced increase in the rate of hydrogen peroxide release, mitochondrial swelling, and ∆Ψm disruption. All these mitochondrial alterations were sensitive to CsA, catalase, and EGTA. These results indicate that Cramoll 1, 4 leads to inner mitochondrial membrane permeabilization through Ca(2+) dependent mechanisms in both mitochondria. The sensitivity to CsA in RLM characterizes this lectin as a MPT inducer and the lack of CsA effect identifies a CsA-insensitive MPT in T. cruzi mitochondria.

Oxidative Stress And Susceptibility To Mitochondrial Permeability Transition Precedes The Onset Of Diabetes In Autoimmune Non-obese Diabetic Mice.

Beta cell destruction in type 1 diabetes (TID) is associated with cellular oxidative stress and mitochondrial pathway of cell death. The aim of this study was to determine whether oxidative stress and mitochondrial dysfunction are present in T1D model (non-obese diabetic mouse, NOD) and if they are related to the stages of disease development. NOD mice were studied at three stages: non-diabetic, pre-diabetic, and diabetic and compared with age-matched Balb/c mice. Mitochondria respiration rates measured at phosphorylating and resting states in liver and soleus biopsies and in isolated liver mitochondria were similar in NOD and Balb/c mice at the three disease stages. However, NOD liver mitochondria were more susceptible to calcium-induced mitochondrial permeability transition as determined by cyclosporine-A-sensitive swelling and by decreased calcium retention capacity in all three stages of diabetes development. Mitochondria H2O2 production rate was higher in non-diabetic, but unaltered in pre-diabetic and diabetic NOD mice. The global cell reactive oxygen species (ROS), but not specific mitochondria ROS production, was significantly increased in NOD lymphomononuclear and stem cells in all disease stages. In addition, marked elevated rates of 2',7'-dichlorodihydrofluorescein (H2DCF) oxidation were observed in pancreatic islets from non-diabetic NOD mice. Using matrix-assisted laser desorption/ionization (MALDI) mass spectrometry (MS) and lipidomic approach, we identified oxidized lipid markers in NOD liver mitochondria for each disease stage, most of them being derivatives of diacylglycerols and phospholipids. These results suggest that the cellular oxidative stress precedes the establishment of diabetes and may be the cause of mitochondrial dysfunction that is involved in beta cell death.

Transition From Glass To Digital Slide Microscopy In The Teaching Of Oral Pathology In A Brazilian Dental School.

Several medical and dental schools have described their experience in the transition from conventional to digital microscopy in the teaching of general pathology and histology disciplines; however, this transitional process has scarcely been reported in the teaching of oral pathology. Therefore, the objective of the current study is to report the transition from conventional glass slide to virtual microscopy in oral pathology teaching, a unique experience in Latin America. An Aperio ScanScope® scanner was used to digitalize histological slides used in practical lectures of oral pathology. The challenges and benefits observed by the group of Professors from the Piracicaba Dental School (Brazil) are described and a questionnaire to evaluate the students' compliance to this new methodology was applied. An improvement in the classes was described by the Professors who mainly dealt with questions related to pathological changes instead of technical problems; also, a higher interaction with the students was described. The simplicity of the software used and the high quality of the virtual slides, requiring a smaller time to identify microscopic structures, were considered important for a better teaching process. Virtual microscopy used to teach oral pathology represents a useful educational methodology, with an excellent compliance of the dental students.

Key Participants Of The Tumor Microenvironment Of The Prostate: An Approach Of The Structural Dynamic Of Cellular Elements And Extracellular Matrix Components During Epithelial-stromal Transition.

Cancer is a multistep process that begins with the transformation of normal epithelial cells and continues with tumor growth, stromal invasion and metastasis. The remodeling of the peritumoral environment is decisive for the onset of tumor invasiveness. This event is dependent on epithelial-stromal interactions, degradation of extracellular matrix components and reorganization of fibrillar components. Our research group has studied in a new proposed rodent model the participation of cellular and molecular components in the prostate microenvironment that contributes to cancer progression. Our group adopted the gerbil Meriones unguiculatus as an alternative experimental model for prostate cancer study. This model has presented significant responses to hormonal treatments and to development of spontaneous and induced neoplasias. The data obtained indicate reorganization of type I collagen fibers and reticular fibers, synthesis of new components such as tenascin and proteoglycans, degradation of basement membrane components and elastic fibers and increased expression of metalloproteinases. Fibroblasts that border the region, apparently participate in the stromal reaction. The roles of each of these events, as well as some signaling molecules, participants of neoplastic progression and factors that promote genetic reprogramming during epithelial-stromal transition are also discussed.

Analyzing the n→π* Electronic Transition of Formaldehyde in Water. A Sequential Monte Carlo/Time-Dependent Density Functional Theory

The n→π* absorption transition of formaldehyde in water is analyzed using combined and sequential classical Monte Carlo (MC) simulations and quantum mechanics (QM) calculations. MC simulations generate the liquid solute-solvent structures for subsequent QM calculations. Using time-dependent density functional theory in a localized set of gaussian basis functions (TD-DFT/6-311++G(d,p)) calculations are made on statistically relevant configurations to obtain the average solvatochromic shift. All results presented here use the electrostatic embedding of the solvent. The statistically converged average result obtained of 2300 cm-1 is compared to previous theoretical results available. Analysis is made of the effective dipole moment of the hydrogen-bonded shell and how it could be held responsible for the polarization of the solvent molecules in the outer solvation shells.

Transition to complete synchronization in phase-coupled oscillators with nearest neighbor coupling

We investigate synchronization in a Kuramoto-like model with nearest neighbor coupling. Upon analyzing the behavior of individual oscillators at the onset of complete synchronization, we show that the time interval between bursts in the time dependence of the frequencies of the oscillators exhibits universal scaling and blows up at the critical coupling strength. We also bring out a key mechanism that leads to phase locking. Finally, we deduce forms for the phases and frequencies at the onset of complete synchronization.

Ventilation behavior in trained and untrained men during incremental test: evidence of one metabolic transition point

This study aimed to describe and compare the ventilation behavior during an incremental test utilizing three mathematical models and to compare the feature of ventilation curve fitted by the best mathematical model between aerobically trained (TR) and untrained ( UT) men. Thirty five subjects underwent a treadmill test with 1 km.h(-1) increases every minute until exhaustion. Ventilation averages of 20 seconds were plotted against time and fitted by: bi-segmental regression model (2SRM); three-segmental regression model (3SRM); and growth exponential model (GEM). Residual sum of squares (RSS) and mean square error (MSE) were calculated for each model. The correlations between peak VO2 (VO2PEAK), peak speed (Speed(PEAK)), ventilatory threshold identified by the best model (VT2SRM) and the first derivative calculated for workloads below (moderate intensity) and above (heavy intensity) VT2SRM were calculated. The RSS and MSE for GEM were significantly higher (p < 0.01) than for 2SRM and 3SRM in pooled data and in UT, but no significant difference was observed among the mathematical models in TR. In the pooled data, the first derivative of moderate intensities showed significant negative correlations with VT2SRM (r = -0.58; p < 0.01) and Speed(PEAK) (r = -0.46; p < 0.05) while the first derivative of heavy intensities showed significant negative correlation with VT2SRM (r = -0.43; p < 0.05). In UT group the first derivative of moderate intensities showed significant negative correlations with VT2SRM (r = -0.65; p < 0.05) and Speed(PEAK) (r = -0.61; p < 0.05), while the first derivative of heavy intensities showed significant negative correlation with VT2SRM (r= -0.73; p < 0.01), Speed(PEAK) (r = -0.73; p < 0.01) and VO2PEAK (r = -0.61; p < 0.05) in TR group. The ventilation behavior during incremental treadmill test tends to show only one threshold. UT subjects showed a slower ventilation increase during moderate intensities while TR subjects showed a slower ventilation increase during heavy intensities.

Anomalous thermodynamic properties in ferropericlase throughout its spin crossover transition

The thermodynamics properties of ferropericlase (Mg(1-x)Fe(x)O where x=0.1875) (Fp) throughout its spin crossover were investigated by first principles. Fp was treated as an ideal solid solution of pure high-spin and low-spin states. The Gibbs free energies of the pure states were addressed using the LDA+U method. A vibrational virtual-crystal model was developed to address the vibrational properties of the pure spin cases and used in conjunction with quasiharmonic theory to compute their vibrational free energies. The thermodynamics properties of Fp display significant anomalies that should be typical of spin crossover systems in general. In Fp, in particular, they are fundamental for understanding the state of earth's interior, where the pressure and temperature conditions of the crossover are realized.

Homeotropic surface anchoring and the layer-thinning transition in free-standing films

In this work, we investigate the interplay between surface anchoring and finite-size effects on the smectic-isotropic transition in free-standing smectic films. Using an extended McMillan model, we study how a homeotropic anchoring stabilizes the smectic order above the bulk transition temperature. In particular, we determine how the transition temperature depends on the surface ordering and film thickness. We identify a characteristic anchoring for which the transition temperature does not depend on the film thickness. For strong surface ordering, we found that the thickness dependence of the transition temperature can be well represented by a power-law relation. The power-law exponent exhibits a weak dependence on the range of film thicknesses, as well as on the molecular alkyl tail length. Our results reproduce the main experimental findings concerning the layer-thinning transitions in free-standing smectic films.