Continuous Counter-current Solvent Extraction of Magnesium and Calcium from Lithium-rich Brine

Solvent extraction of calcium and magnesium impurities from a lithium-rich brine (Ca ~ 2,000 ppm, Mg ~ 50 ppm, Li ~ 30,000 ppm) was investigated using a continuous counter-current solvent extraction mixer-settler set-up. The literature review includes a general review about resources, demands and production methods of Li followed by basics of solvent extraction. Experimental section includes batch experiments for investigation of pH isotherms of three extractants; D2EHPA, Versatic 10 and LIX 984 with concentrations of 0.52, 0.53 and 0.50 M in kerosene respectively. Based on pH isotherms LIX 984 showed no affinity for solvent extraction of Mg and Ca at pH ≤ 8 while D2EHPA and Versatic 10 were effective in extraction of Ca and Mg. Based on constructed pH isotherms, loading isotherms of D2EHPA (at pH 3.5 and 3.9) and Versatic 10 (at pH 7 and 8) were further investigated. Furthermore based on McCabe-Thiele method, two extraction stages and one stripping stage (using HCl acid with concentration of 2 M for Versatic 10 and 3 M for D2EHPA) was practiced in continuous runs. Merits of Versatic 10 in comparison to D2EHPA are higher selectivity for Ca and Mg, faster phase disengagement, no detrimental change in viscosity due to shear amount of metal extraction and lower acidity in stripping. On the other hand D2EHPA has less aqueous solubility and is capable of removing Mg and Ca simultaneously even at higher Ca loading (A/O in continuous runs > 1). In general, shorter residence time (~ 2 min), lower temperature (~23 °C), lower pH values (6.5-7.0 for Versatic 10 and 3.5-3.7 for D2EHPA) and a moderately low A/O value (< 1:1) would cause removal of 100% of Ca and nearly 100% of Mg while keeping Li loss less than 4%, much lower than the conventional precipitation in which 20% of Li is lost.

Biotransformations of water insoluble substrates in aqueous, two-phase and encapsulated systems /

The biotransformation of water insoluble substrates by mammalian and bacterial cells has been problematic, since these whole cell reactions are primarily performed in an aqueous environment The implementation of a twophase or encapsulated system has the advantages of providing a low water system along with the physiological environment the cells require to sustain themselves. Encapsulation of mammalian cells by formation of polyamide capsules via interfacial polymerization illustrated that the cells could not survive this type of encapsulation process. Biotransformation of the steroid spironolactone [3] by human kidney carcinoma cells was performed in a substrate-encapsulated system, yielding canrenone [4] in 70% yield. Encapsulation of nitrile-metabolizing Rhodococcus rhodochrous cells using a polyamide membrane yielded leaky capsules, but biotransformation of 2-(4- chlorophenyl)-3-methylbutyronitrile (CPIN) [6] in a free cell system yielded CPIN amide [7] in 40% yield and 94% ee. A two-phase biotransformation of CPIN consisting of a 5:1 ratio of tris buffer, pH 7.2 to octane respectively, gave CPIN acid [8] in 30% yield and 97% ee. It was concluded that Rhodococcus rhodochrous ATCC 17895 contained a nonselective nitrile hydratase and a highly selective amidase enzyme.

Nanopatterning and functionalization of phospholipid-based Langmuir-Blodgett and Langmuir-Schaefer films

Durant les dernières décennies, la technique Langmuir-Blodgett (LB) s’est beaucoup développée dans l’approche « bottom-up » pour la création de couches ultra minces nanostructurées. Des patrons constitués de stries parallèles d’environ 100 à 200 nm de largeur ont été générés avec la technique de déposition LB de monocouches mixtes de 1,2-dilauroyl-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DLPC) et de 1,2-dipalmitoyl-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DPPC) sur des substrats de silicium et de mica. Afin d’amplifier la fonctionnalité de ces patrons, la 1-palmitoyl-2-(16-(S-methyldithio)hexadécanoyl)-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DSDPPC) et la 1-lauroyl-2-(12-(S-methyldithio)dodédecanoyl)-sn-glycéro-3-phosphatidylcholine (DSDLPC) ont été employées pour la préparation de monocouches chimiquement hétérogènes. Ces analogues de phospholipide possèdent un groupement fonctionnel méthyldisulfide qui est attaché à la fin de l’une des chaînes alkyles. Une étude exhaustive sur la structure de la phase des monocouches Langmuir, Langmuir-Schaefer (LS) et LB de la DSDPPC et de la DSDLPC et leurs différents mélanges avec la DPPC ou la DLPC est présentée dans cette thèse. Tout d’abord, un contrôle limité de la périodicité et de la taille des motifs des stries parallèles de DPPC/DLPC a été obtenu en variant la composition lipidique, la pression de surface et la vitesse de déposition. Dans un mélange binaire de fraction molaire plus grande de lipide condensé que de lipide étendu, une vitesse de déposition plus lente et une plus basse pression de surface ont généré des stries plus continues et larges. L’addition d’un tensioactif, le cholestérol, au mélange binaire équimolaire de la DPPC/DLPC a permis la formation de stries parallèles à de plus hautes pressions de surface. La caractérisation des propriétés physiques des analogues de phospholipides a été nécessaire. La température de transition de phase de la DSDPPC de 44.5 ± 1.5 °C comparativement à 41.5 ± 0.3 °C pour la DPPC. L’isotherme de la DSDPPC est semblable à celui de la DPPC. La monocouche subit une transition de phase liquide-étendue-à-condensée (LE-C) à une pression de surface légèrement supérieure à celle de la DPPC (6 mN m-1 vs. 4 mN m-1) Tout comme la DLPC, la DSDLPC demeure dans la phase LE jusqu’à la rupture de la monocouche. Ces analogues de phospholipide existent dans un état plus étendu tout au long de la compression de la monocouche et montrent des pressions de surface de rupture plus basses que les phospholipides non-modifiés. La morphologie des domaines de monocouches Langmuir de la DPPC et de la DSDPPC à l’interface eau/air a été comparée par la microscopie à angle de Brewster (BAM). La DPPC forme une monocouche homogène à une pression de surface (π) > 10 mN/m, alors que des domaines en forme de fleurs sont formés dans la monocouche de DSDPPC jusqu’à une π ~ 30 mN m-1. La caractérisation de monocouches sur substrat solide a permis de démontrer que le patron de stries parallèles préalablement obtenu avec la DPPC/DLPC était reproduit en utilisant des mélanges de la DSDPPC/DLPC ou de la DPPC/DSDLPC donnant ainsi lieu à des patrons chimiquement hétérogènes. En général, pour obtenir le même état de phase que la DPPC, la monocouche de DSDPPC doit être comprimée à de plus hautes pressions de surface. Le groupement disulfide de ces analogues de phospholipide a été exploité, afin de (i) former des monocouches auto-assemblées sur l’or et de (ii) démontrer la métallisation sélective des terminaisons fonctionnalisées des stries. La spectrométrie de photoélectrons induits par rayons X (XPS) a confirmé que la monocouche modifiée réagit avec la vapeur d’or pour former des thiolates d’or. L’adsorption de l’Au, de l’Ag et du Cu thermiquement évaporé démontre une adsorption préférentielle de la vapeur de métal sur la phase fonctionnalisée de disulfide seulement à des recouvrements sub-monocouche.

Actuarial applications of multivariate phase-type distributions : model calibration and credibility

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Étude exploratoire de la phase d’usage des produits électroniques en vue de minimiser les impacts environnementaux : le cas du téléviseur

À cause de leur impact environnemental élevé, les déchets d’équipements électriques et électroniques (DEEE) sont un problème majeur pour les pays développés. La consommation importante de produits électroniques, dont la durée d’utilisation est de plus en plus courte, a entrainé une production croissante de DEEE. C’est dans ce contexte que l’Union européenne a instauré en 2003 la responsabilité élargie des producteurs (REP). Cet outil de politique environnementale a rendu légalement responsables les fabricants de la mise en oeuvre et du financement d’un programme d’intendance des DEEE. Alors que la REP vise principalement le traitement écologique des DEEE, cet instrument ne permet pas de réduire les quantités considérables qui sont produites par les consommateurs. Cette situation est d’autant plus inquiétante que les gains environnementaux obtenus, grâce à l’implantation de la REP, ont été annulés au regard de l’augmentation continue de la consommation de biens électroniques à l’échelle mondiale. En réponse à cette problématique, la présente thèse porte sur les pratiques de l’usager au cours de la phase de consommation des appareils électroniques (aussi appelée phase d’usage). Cette étape du cycle de vie regroupe l’achat, l’utilisation, la réparation et la mise au rebut des biens. Une approche qualitative de type exploratoire faisant appel à l’étude de cas a été utilisée. Le téléviseur, retenu comme cas d’étude, illustre des enjeux partagés par plusieurs équipements électroniques, tels que : la fréquente mise sur le marché de nouveaux modèles, le bas prix d’acquisition comparé au coût de la réparation et l’influence de la mode sur les choix effectués par le consommateur. Ces facteurs facilitent le remplacement des biens et, par conséquent, pourraient entrainer leur fin de vie prématurée qui se matérialise à travers différentes formes d’obsolescence. Dans le cadre de cette étude de cas, une trentaine d’entrevues semi-dirigées a été réalisée avec des usagers et réparateurs de produits électroniques en vue de documenter les différentes sous-étapes de la phase d’usage d’un téléviseur. Sur la base des informations recueillies, l’objectif de cette thèse est de formuler des recommandations, à destination des autorités politiques, qui pourront permettre une minimisation des impacts environnementaux liés à la phase d’usage des appareils électroniques. Les résultats ont permis de mettre en évidence, via le rôle et le statut singulier occupé par le téléviseur dans les foyers, les comportements de l’usager contribuant à augmenter l’empreinte écologique associée à la phase d’usage. L’acquisition de nombreux biens électroniques et non électroniques suite à l’achat du téléviseur, ses multiples fonctionnalités le rapprochant de celles de l’ordinateur et des tablettes, ainsi que la fin de vie prématurée de produits fonctionnels, mais obsolètes d’un point de vue technologique, font partie des résultats de cette recherche. En lien avec ces constats, cette étude propose des instruments de politique environnementale, dont l’affichage de la durée de vie des équipements électroniques, destinés à aider le consommateur à réaliser des choix plus éclairés au moment de l’achat. D’autres orientations, telles que la possibilité d’évoluer vers une réglementation horizontale, c’est-à-dire un cadre législatif qui ne se basera plus sur le produit individuel, mais sur l’ensemble des appareils ayant des fonctionnalités similaires, sont exposées. Par ailleurs, cette recherche explore certains leviers pouvant minimiser le phénomène de fin de vie prématurée des appareils électroniques, tels que l’envoi de biens obsolètes et fonctionnels des pays développés vers ceux en développement pour permettre leur réutilisation et la tendance du Do-It- Yourself dans la réparation des produits électroniques.

Rest-activity cycle disturbances in the acute phase of moderate to severe traumatic brain injury

Background. Sleep-wake disturbances are among the most persistent sequelae after traumatic brain injury (TBI) and probably arise during the hospital stay following TBI. These disturbances are characterized by difficulties sleeping at night and staying awake during the day. Objective. The aim of the present study was to document rest-activity cycle consolidation in acute moderate/severe TBI using actigraphy and to assess its association with injury severity and outcome. Methods. In all, 16 hospitalized patients (27.1 ± 11.3 years) with moderate/severe TBI wore actigraphs for 10 days, starting in the intensive care unit (ICU) when continuous sedation was discontinued and patients had reached medical stability. Activity counts were summed for daytime (7:00-21:59 hours) and nighttime periods (22:00-6:59 hours). The ratio of daytime period activity to total 24-hour activity was used to quantify rest-activity cycle consolidation. An analysis of variance was carried out to characterize the evolution of the daytime activity ratio over the recording period. Results. Rest-activity cycle was consolidated only 46.6% of all days; however, a significant linear trend of improvement was observed over time. Greater TBI severity and longer ICU and hospital lengths of stay were associated with poorer rest-activity cycle consolidation and evolution. Patients with more rapid return to consolidated rest-activity cycle were more likely to have cleared posttraumatic amnesia and have lower disability at hospital discharge. Conclusions. Patients with acute moderate/ severe TBI had an altered rest-activity cycle, probably reflecting severe fragmentation of sleep and wake episodes, which globally improved over time. A faster return to rest-activity cycle consolidation may predict enhanced brain recovery.

Development of a Phase Separation Strategy in Macrocyclization Reactions

La réaction de macrocyclisation est une transformation fondamentale en chimie organique de synthèse. Le principal défi associcé à la formation de macrocycles est la compétition inhérente avec la réaction d’oligomérisation qui mène à la formation de sousproduits indésirables. De plus, l’utilisation de conditions de dilutions élevées qui sont nécessaires afin d’obtenir une cyclisation “sélective”, sont souvent décourageantes pour les applications à l’échelle industrielle. Malgré cet intérêt pour les macrocycles, la recherche visant à développer des stratégies environnementalement bénignes, qui permettent d’utiliser des concentrations normales pour leur synthèse, sont encore rares. Cette thèse décrit le développement d’une nouvelle approche générale visant à améliorer l’efficacité des réactions de macrocyclisation en utilisant le contrôle des effets de dilution. Une stratégie de “séparation de phase” qui permet de réaliser des réactions à des concentrations plus élevées a été developpée. Elle se base sur un mélange de solvant aggrégé contrôlé par les propriétés du poly(éthylène glycol) (PEG). Des études de tension de surface, spectroscopie UV et tagging chimique ont été réalisées afin d’élucider le mécanisme de “séparation de phase”. Il est proposé que celui-ci fonctionne par diffusion lente du substrat organique vers la phase ou le catalyseur est actif. La nature du polymère co-solvant joue donc un rôle crutial dans le contrôle de l’aggrégation et de la catalyse La stratégie de “séparation de phase” a initiallement été étudiée en utilisant le couplage oxidatif d’alcynes de type Glaser-Hay co-catalysé par un complexe de cuivre et de nickel puis a été transposée à la chimie en flux continu. Elle fut ensuite appliquée à la cycloaddition d’alcynes et d’azotures catalysée par un complexe de cuivre en “batch” ainsi qu’en flux continu.

Modélisation statistique de l’érosion de cavitation d’une turbine hydraulique selon les paramètres d’opération

Dans une turbine hydraulique, la rotation des aubes dans l’eau crée une zone de basse pression, amenant l’eau à passer de l’état liquide à l’état gazeux. Ce phénomène de changement de phase est appelé cavitation et est similaire à l’ébullition. Lorsque les cavités de vapeur formées implosent près des parois, il en résulte une érosion sévère des matériaux, accélérant de façon importante la dégradation de la turbine. Un système de détection de l’érosion de cavitation à l’aide de mesures vibratoires, employable sur les turbines en opération, a donc été installé sur quatre groupes turbine-alternateur d’une centrale et permet d’estimer précisément le taux d’érosion en kg/ 10 000 h. Le présent projet vise à répondre à deux objectifs principaux. Premièrement, étudier le comportement de la cavitation sur un groupe turbine-alternateur cible et construire un modèle statistique, dans le but de prédire la variable cavitation en fonction des variables opératoires (tels l’ouverture de vannage, le débit, les niveaux amont et aval, etc.). Deuxièmement, élaborer une méthodologie permettant la reproductibilité de l’étude à d’autres sites. Une étude rétrospective sera effectuée et on se concentrera sur les données disponibles depuis la mise à jour du système en 2010. Des résultats préliminaires ont mis en évidence l’hétérogénéité du comportement de cavitation ainsi que des changements entre la relation entre la cavitation et diverses variables opératoires. Nous nous proposons de développer un modèle probabiliste adapté, en utilisant notamment le regroupement hiérarchique et des modèles de régression linéaire multiple.

Micro-electromechanical structural design and optimization of vertical cavity photonic devices with wide continuous tuning

Diese Arbeit umfaßt das elektromechanische Design und die Designoptimierung von weit durchstimmbaren optischen multimembranbasierten Bauelementen, mit vertikal orientierten Kavitäten, basierend auf der Finiten Element Methode (FEM). Ein multimembran InP/Luft Fabry-Pérot optischer Filter wird dargestellt und umfassend analysiert. In dieser Arbeit wird ein systematisches strukturelles Designverfahren dargestellt. Genaue analytische elektromechanischer Modelle für die Bauelemente sind abgeleitet worden. Diese können unschätzbare Werkzeuge sein, um am Anfang der Designphase schnell einen klaren Einblick zur Verfügung zu stellen. Mittels des FEM Programms ist der durch die nicht-lineare Verspannung hervorgerufene versteifende Effekt nachgeforscht und sein Effekt auf die Verlängerung der mechanischen Durchstimmungsstrecke der Bauelemente demonstriert worden. Interessant war auch die Beobachtung, dass die normierte Relation zwischen Ablenkung und Spannung ein unveränderliches Profil hat. Die Deformation der Membranflächen der in dieser Arbeit dargestellten Bauelementformen erwies sich als ein unerwünschter, jedoch manchmal unvermeidbarer Effekt. Es zeigt sich aber, dass die Wahl der Größe der strukturellen Dimensionen den Grad der Membrandeformation im Falle der Aktuation beeinflusst. Diese Arbeit stellt ein elektromechanisches in FEMLAB implementierte quasi-3D Modell, das allgemein für die Modellierung dünner Strukturen angewendet werden kann, dar; und zwar indem man diese als 2D-Objekte betrachtet und die dritte Dimension als eine konstante Größe (z.B. die Schichtdicke) oder eine Größe, welche eine mathematische Funktion ist, annimmt. Diese Annahme verringert drastisch die Berechnungszeit sowie den erforderlichen Arbeitsspeicherbedarf. Weiter ist es für die Nachforschung des Effekts der Skalierung der durchstimmbaren Bauelemente verwendet worden. Eine neuartige Skalierungstechnik wurde abgeleitet und verwendet. Die Ergebnisse belegen, dass das daraus resultierende, skalierte Bauelement fast genau die gleiche mechanische Durchstimmung wie das unskalierte zeigt. Die Einbeziehung des Einflusses von axialen Verspannungen und Gradientenverspannungen in die Berechnungen erforderte die Änderung der Standardimplementierung des 3D Mechanikberechnungsmodus, der mit der benutzten FEM Software geliefert wurde. Die Ergebnisse dieser Studie zeigen einen großen Einfluss der Verspannung auf die Durchstimmungseigenschaften der untersuchten Bauelemente. Ferner stimmten die Ergebnisse der theoretischen Modellrechnung mit den experimentellen Resultaten sehr gut überein.

Gas-phase reactions of NO3 and N2O5 with (Z)-hex-4-en-1-ol, (Z)-hex-3-en-1-ol ('leaf alcohol'), (E)-hex-3-en-1-ol, (Z)-hex-2-en-1-ol and (E)-hex-2-en-1-ol

The night-time atmospheric chemistry of the biogenic volatile organic compounds (Z)-hex-4-en-1-ol, (Z)-hex-3-en-1-ol ('leaf alcohol'), (E)-hex-3-en-1-ol, (Z)-hex-2-en-1-ol and (E)-hex-2-en-1-ol, has been studied at room temperature. Rate coefficients for reactions of the nitrate radical (NO3) with these stress-induced plant emissions were measured using the discharge-flow technique. We employed off-axis continuous-wave cavity-enhanced absorption spectroscopy (CEAS) for the detection of NO3, which enabled us to work in excess of the hexenol compounds over NO3. The rate coefficients determined were (2.93 +/- 0.58) x 10(-13) cm(3) molecule(-1) s(-1), (2.67 +/- 0.42) x 10(-13) cm(3) molecule(-1) s(-1), (4.43 +/- 0.91) x 10(-13) cm(3) molecule(-1) s(-1), (1.56 +/- 0.24) x 10(-13) cm(3) molecule(-1) s(-1), and (1.30 +/- 0.24) x 10(-13) cm(3) molecule(-1) s(-1) for (Z)-hex-4-en-1-ol, (Z)-hex-3en-1-ol, (E)-hex-3-en-1-ol, (Z)-hex-2-en-1-ol and (E)-hex-2-en-1-ol. The rate coefficient for the reaction of NO3 with (Z)-hex-3-en-1-ol agrees with the single published determination of the rate coefficient using a relative method. The other rate coefficients have not been measured before and are compared to estimated values. Relative-rate studies were also performed, but required modification of the standard technique because N2O5 (used as the source of NO3) itself reacts with the hexenols. We used varying excesses of NO2 to determine simultaneously rate coefficients for reactions of NO3 and N2O5 with (E)-hex-3-en-1-ol of (5.2 +/- 1.8) x 10(-13) cm(3) molecule(-1) s(-1) and (3.1 +/- 2.3) x 10(-18) cm(3) molecule(-1) s(-1). Our new determinations suggest atmospheric lifetimes with respect to NO3-initiated oxidation of roughly 1-4 h for the hexenols, comparable with lifetimes estimated for the atmospheric degradation by OH and shorter lifetimes than for attack by O-3. Recent measurements of [N2O5] suggest that the gas-phase reactions of N2O5 with unsaturated alcohols will not be of importance under usual atmospheric conditions, but they certainly can be in laboratory systems when determining rate coefficients.

Rifaximin modulates the colonic microbiota of patients with Crohn's disease: an in vitro approach using a continuous culture colonic model system.

Rifaximin, a rifamycin derivative, has been reported to induce clinical remission of active Crohn's disease (CD), a chronic inflammatory bowel disorder. In order to understand how rifaximin affects the colonic microbiota and its metabolism, an in vitro human colonic model system was used in this study. We investigated the impact of the administration of 1800 mg/day of rifaximin on the faecal microbiota of four patients affected by colonic active CD [Crohn's disease activity index (CDAI > 200)] using a continuous culture colonic model system. We studied the effect of rifaximin on the human gut microbiota using fluorescence in situ hybridization, quantitative PCR and PCR–denaturing gradient gel electrophoresis. Furthermore, we investigated the effect of the antibiotic on microbial metabolic profiles, using 1H-NMR and solid phase microextraction coupled with gas chromatography/mass spectrometry, and its potential genotoxicity and cytotoxicity, using Comet and growth curve assays. Rifaximin did not affect the overall composition of the gut microbiota, whereas it caused an increase in concentration of Bifidobacterium, Atopobium and Faecalibacterium prausnitzii. A shift in microbial metabolism was observed, as shown by increases in short-chain fatty acids, propanol, decanol, nonanone and aromatic organic compounds, and decreases in ethanol, methanol and glutamate. No genotoxicity or cytotoxicity was attributed to rifaximin, and conversely rifaximin was shown to have a chemopreventive role by protecting against hydrogen peroxide-induced DNA damage. We demonstrated that rifaximin, while not altering the overall structure of the human colonic microbiota, increased bifidobacteria and led to variation of metabolic profiles associated with potential beneficial effects on the host.

Potential role of the quasi-biennial oscillation in the stratosphere-troposphere exchange as found in water vapor in general circulation model experiments

The tropical tropopause is considered to be the main region of upward transport of tropospheric air carrying water vapor and other tracers to the tropical stratosphere. The lower tropical stratosphere is also the region where the quasi-biennial oscillation (QBO) in the zonal wind is observed. The QBO is positioned in the region where the upward transport of tropospheric tracers to the overworld takes place. Hence the QBO can in principle modulate these transports by its secondary meridional circulation. This modulation is investigated in this study by an analysis of general circulation model (GCM) experiments with an assimilated QBO. The experiments show, first, that the temperature signal of the QBO modifies the specific humidity in the air transported upward and, second, that the secondary meridional circulation modulates the velocity of the upward transport. Thus during the eastward phase of the QBO the upward moving air is moister and the upward velocity is less than during the westward phase of the QBO. It was further found that the QBO period is too short to allow an equilibration of the moisture in the QBO region. This causes a QBO signal of the moisture which is considerably smaller than what could be obtained in the limiting case of indefinitely long QBO phases. This also allows a high sensitivity of the mean moisture over a QBO cycle to the El Niño-Southern Oscillation (ENSO) phenomena or major tropical volcanic eruptions. The interplay of sporadic volcanic eruptions, ENSO, and QBO can produce low-frequency variability in the water vapor content of the tropical stratosphere, which renders the isolation of the QBO signal in observational data of water vapor in the equatorial lower stratosphere difficult.

Energy consistent discontinuous Galerkin methods for a quasi-incompressible diffuse two phase flow model

We design consistent discontinuous Galerkin finite element schemes for the approximation of a quasi-incompressible two phase flow model of Allen–Cahn/Cahn–Hilliard/Navier–Stokes–Korteweg type which allows for phase transitions. We show that the scheme is mass conservative and monotonically energy dissipative. In this case the dissipation is isolated to discrete equivalents of those effects already causing dissipation on the continuous level, that is, there is no artificial numerical dissipation added into the scheme. In this sense the methods are consistent with the energy dissipation of the continuous PDE system.

Shape-controlled continuous synthesis of metal nanostructures

A segmented flow-based microreactor is used for the continuous production of faceted nanocrystals. Flow segmentation is proposed as a versatile tool to manipulate the reduction kinetics and control the growth of faceted nanostructures; tuning the size and shape. Switching the gas from oxygen to carbon monoxide permits the adjustment in nanostructure growth from 1D (nanorods) to 2D (nanosheets). CO is a key factor in the formation of Pd nanosheets and Pt nanocubes; operating as a second phase, a reductant, and a capping agent. This combination confines the growth to specific structures. In addition, the segmented flow microfluidic reactor inherently has the ability to operate in a reproducible manner at elevated temperatures and pressures whilst confining potentially toxic reactants, such as CO, in nanoliter slugs. This continuous system successfully synthesised Pd nanorods with an aspect ratio of 6; thin palladium nanosheets with a thickness of 1.5 nm; and Pt nanocubes with a 5.6 nm edge length, all in a synthesis time as low as 150 s.

Influence of different light sources and photo-activation methods on degree of conversion and polymerization shrinkage of a nanocomposite resin

The purpose of this study was to evaluate the influence of different light sources and photo-activation methods on degree of conversion (DC%) and polymerization shrinkage (PS) of a nanocomposite resin (Filtek (TM) Supreme XT, 3M/ESPE). Two light-curing units (LCUs), one halogen-lamp (QTH) and one light-emitting-diode (LED), and two different photo-activation methods (continuous and gradual) were investigated in this study. The specimens were divided in four groups: group 1-power density (PD) of 570 mW/cm(2) for 20 s (QTH); group 2-PD 0 at 570 mW/cm(2) for 10 s + 10 s at 570 mW/cm(2) (QTH); group 3-PD 860 mW/cm(2) for 20 s (LED), and group 4-PD 125 mW/cm(2) for 10 s + 10 s at 860 mW/cm(2) (LED). A testing machine EMIC with rectangular steel bases (6 x 1 x 2 mm) was used to record the polymerization shrinkage forces (MPa) for a period that started with the photo-activation and ended after two minutes of measurement. For each group, ten repetitions (n = 40) were performed. For DC% measurements, five specimens (n = 20) for each group were made in a metallic mold (2 mm thickness and 4 mm diameter, ISO 4049) and them pulverized, pressed with bromide potassium (KBr) and analyzed with FT-IR spectroscopy. The data of PS were analyzed by Analysis of Variance (ANOVA) with Welch`s correction and Tamhane`s test. The PS means (MPa) were: 0.60 (G1); 0.47 (G2); 0.52 (G3) and 0.45 (G4), showing significant differences between two photo-activation methods, regardless of the light source used. The continuous method provided the highest values for PS. The data of DC% were analyzed by Analysis of Variance (ANOVA) and shows significant differences for QTH LCUs, regardless of the photo-activation method used. The QTH provided the lowest values for DC%. The gradual method provides lower polymerization contraction, either with halogen lamp or LED. Degree of conversion (%) for continuous or gradual photo-activation method was influenced by the LCUs. Thus, the presented results suggest that gradual method photo-activation with LED LCU would suffice to ensure adequate degree of conversion and minimum polymerization shrinkage.