Electrical and synaptic properties of embryonic luteinizing hormone-releasing hormone neurons in explant cultures.

Voltage- and ligand-activated channels in embryonic neurons containing luteinizing hormone-releasing hormone (LHRH) were studied by patch-pipette, whole-cell current and voltage clamp techniques. LHRH neurons were maintained in explant cultures derived from olfactory pit regions of embryonic mice. Cells were marked intracellularly with Lucifer yellow following recording. Sixty-two cells were unequivocally identified as LHRH neurons by Lucifer yellow and LHRH immunocytochemistry. The cultured LHRH neurons had resting potentials around -50 mV, exhibited spontaneous discharges generated by intrinsic and/or synaptic activities and contained a time-dependent inward rectifier (Iir). Voltage clamp analysis of ionic currents in the LHRH neuron soma revealed a tetrodotoxin-sensitive Na+ current (INa) and two major types of K+ currents, a transient current (IA), a delayed rectifier current (IK) and low- and high-voltage-activated Ca2+ currents. Spontaneous depolarizing synaptic potentials and depolarizations induced by direct application of gamma-aminobutyrate were both inhibited by picrotoxin or bicuculline, demonstrating the presence of functional gamma-aminobutyrate type A synapses on these neurons. Responses to glutamate were found in LHRH neurons in older cultures. Thus, embryonic LHRH neurons not yet positioned in their postnatal environment in the forebrain contained a highly differentiated repertoire of voltage- and ligand-gated channels.

Electrohydrodynamic Atomization for Improved Macromolecular Drug Delivery

With advances in drug research, the use of biological therapeutics is becoming a reality. Unfortunately, methods for processing and delivering these fragile macromolecules often limit their therapeutic potential. For this dissertation, we explore the aerosolization of macromolecules by way of electrohydrodynamic atomization (EHDA) and how this method can be used to process and deliver therapeutics. EHDA employs a high voltage to break a column of liquid into drops. It was unknown if or how the residual charge left of the resulting droplets would affect lung cells. An in vitro experiment was conducted to spray aerosolized DNA, by way of EHDA, onto human derived lungs cells to test for immunogenic and toxic effects. The lung cells displayed no immunogenic or toxic response to the DNA or high voltage. Previous researchers have used EHDA to aerosolize proteins with mixed results. This work sets forth a simplified thermodynamic theory and provides recommendations to pharmaceutical companies on how to design more stable protein formulations for aerosol processing or delivery. Finally, a new method of producing liposomes was created. It constructs the liposome one layer at a time. The inside of the liposome is sprayed by EHDA, with the lipid and drug in solution together. As the sprayed monolayer passes through a pool containing a solution of lipid in water, the second part of the bilayer attaches to the inner layer creating a complete bilayer liposome.

Numerical modeling of electromagnetic coupling phenomena in the vicinities of overhead power transmission lines.

Electromagnetic coupling phenomena between overhead power transmission lines and other nearby structures are inevitable, especially in densely populated areas. The undesired effects resulting from this proximity are manifold and range from the establishment of hazardous potentials to the outbreak of alternate current corrosion phenomena. The study of this class of problems is necessary for ensuring security in the vicinities of the interaction zone and also to preserve the integrity of the equipment and of the devices there present. However, the complete modeling of this type of application requires the three- -dimensional representation of the region of interest and needs specific numerical methods for field computation. In this work, the modeling of problems arising from the flow of electrical currents in the ground (the so-called conductive coupling) will be addressed with the finite element method. Those resulting from the time variation of the electromagnetic fields (the so-called inductive coupling) will be considered as well, and they will be treated with the generalized PEEC (Partial Element Equivalent Circuit) method. More specifically, a special boundary condition on the electric potential is proposed for truncating the computational domain in the finite element analysis of conductive coupling problems, and a complete PEEC formulation for modeling inductive coupling problems is presented. Test configurations of increasing complexities are considered for validating the foregoing approaches. These works aim to provide a contribution to the modeling of this class of problems, which tend to become common with the expansion of power grids.

Desenvolvimento de célula Pockels na topologia reflexiva aplicada a TP óptico de alta tensão.

O trabalho aborda o estudo e o desenvolvimento de um interferômetro sensor de alta tensão, baseado em célula Pockels (modulador eletro-óptico) na topologia reflexiva (\"double pass\") e que é parte integrante de um Transformador de Potencial Óptico (TPO), que utiliza sistema interferométrico de luz branca (WLI-White Light Interferometry), que está sendo desenvolvido pelo grupo do Laboratório de Sensores Ópticos (LSO) do PEA-EPUSP, e é capaz de medir diretamente tensões presentes em sistema elétrico de potência (SEP) classe 69kVRMS. Para desenvolver o tema proposto foi feita uma revisão da literatura baseada em livros, artigos e teses para identificar topologias em moduladores eletro-ópticos transmissiva (\"single pass\") e reflexiva (\"double pass\") para definir o tipo de modulador mais adequado para a aplicação em questão. A partir dos estudos e implementações realizadas, verificou-se um enorme potencial para o desenvolvimento e aplicação da topologia \"double pass\" no sensor interferométrico da célula de alta tensão do TPO. A topologia mostrou-se vantajosa em relação aos protótipos dos TPOs desenvolvidos anteriormente, a partir de características tais como: a facilidade de recurso de alinhamento do feixe de luz, construção e reprodução relacionados ao cristal eletro-óptico, diminuição do número de componentes ópticos volumétricos e aumento da rigidez dielétrica da célula sensora. Simulações computacionais foram realizadas mediante a aplicação do método dos elementos finitos (MEF) que contribuíram para o auxílio do projeto da célula sensora, particularmente, para estimativa do valor da voltagem de meia onda, V?, parâmetro importante para o projeto do TPO. Um protótipo do TPO com célula sensora de alta tensão reflexiva foi implementado e testado no laboratório de alta tensão do IEEUSP a partir de ensaios com tensões nominais de 69kVrms a 60Hz e máxima de 140kVrms a 60 Hz. Como resultado deste trabalho, amplia-se o conhecimento e domínio das técnicas de construção de interferômetros sensores de alta tensão na topologia reflexiva aplicadas a TPOs.

Characterization of polylactic acid films for food packaging as affected by dielectric barrier discharge atmospheric plasma

Dielectric barrier discharge (DBD) air plasma is a novel technique for in-package decontamination of food, but it has not been yet applied to the packaging material. Characterization of commercial polylactic acid (PLA) films was done after in-package DBD plasma treatment at different voltages and treatment times to evaluate its suitability as food packaging material. DBD plasma increased the roughness of PLA film mainly at the site in contact with high voltage electrode at both the voltage levels of 70 and 80 kV. DBD plasma treatments did not induce any change in the glass transition temperature, but significant increase in the initial degradation temperature and maximum degradation temperature was observed. DBD plasma treatment did not adversely affect the oxygen and water vapor permeability of PLA. A very limited overall migration was observed in different food simulants and was much below the regulatory limits. Industrial relevance: In-package DBD plasma is a novel and innovative approach for the decontamination of foods with potential industrial application. This paper assesses the suitability of PLA as food packaging material for cold plasma treatment. It characterizes the effect of DBD plasma on the packaging material when used for in-package decontamination of food. The work described in this research offers a promising alternative to classical methods used in fruit and vegetable industries where in-package DBD plasma can serve as an effective decontamination process and avoids any post-process recontamination or hazards from the package itself.

Evidence for non-conservative current-induced forces in the breaking of Au and Pt atomic chains

This experimental work aims at probing current-induced forces at the atomic scale. Specifically it addresses predictions in recent work regarding the appearance of run-away modes as a result of a combined effect of the non-conservative wind force and a ‘Berry force’. The systems we consider here are atomic chains of Au and Pt atoms, for which we investigate the distribution of break down voltage values. We observe two distinct modes of breaking for Au atomic chains. The breaking at high voltage appears to behave as expected for regular break down by thermal excitation due to Joule heating. However, there is a low-voltage breaking mode that has characteristics expected for the mechanism of current-induced forces. Although a full comparison would require more detailed information on the individual atomic configurations, the systems we consider are very similar to those considered in recent model calculations and the comparison between experiment and theory is very encouraging for the interpretation we propose.

Spectroscopie Raman de fibres électrofilées : développement de méthodes et application aux fibres individuelles

L’électrofilage est une technique de mise en œuvre efficace et versatile qui permet la production de fibres continues d’un diamètre typique de quelques centaines de nanomètres à partir de l’application d’un haut voltage sur une solution concentrée de polymères enchevêtrés. L’évaporation extrêmement rapide du solvant et les forces d’élongation impliquées dans la formation de ces fibres leur confèrent des propriétés hors du commun et très intéressantes pour plusieurs types d’applications, mais dont on commence seulement à effleurer la surface. À cause de leur petite taille, ces matériaux ont longtemps été étudiés uniquement sous forme d’amas de milliers de fibres avec les techniques conventionnelles telles que la spectroscopie infrarouge ou la diffraction des rayons X. Nos connaissances de leur comportement proviennent donc toujours de la convolution des propriétés de l’amas de fibres et des caractéristiques spécifiques de chacune des fibres qui le compose. Les études récentes à l’échelle de la fibre individuelle ont mis en lumière des comportements inhabituels, particulièrement l’augmentation exponentielle du module avec la réduction du diamètre. L’orientation et, de manière plus générale, la structure moléculaire des fibres sont susceptibles d’être à l'origine de ces propriétés, mais d’une manière encore incomprise. L’établissement de relations structure/propriétés claires et l’identification des paramètres qui les influencent représentent des défis d’importance capitale en vue de tirer profit des caractéristiques très particulières des fibres électrofilées. Pour ce faire, il est nécessaire de développer des méthodes plus accessibles et permettant des analyses structurales rapides et approfondies sur une grande quantité de fibres individuelles présentant une large gamme de diamètre. Dans cette thèse, la spectroscopie Raman confocale est utilisée pour l’étude des caractéristiques structurales, telles que l’orientation moléculaire, la cristallinité et le désenchevêtrement, de fibres électrofilées individuelles. En premier lieu, une nouvelle méthodologie de quantification de l’orientation moléculaire par spectroscopie Raman est développée théoriquement dans le but de réduire la complexité expérimentale de la mesure, d’étendre la gamme de matériaux pour lesquels ces analyses sont possibles et d’éliminer les risques d’erreurs par rapport à la méthode conventionnelle. La validité et la portée de cette nouvelle méthode, appelée MPD, est ensuite démontrée expérimentalement. Par la suite, une méthodologie efficace permettant l’étude de caractéristiques structurales à l’échelle de la fibre individuelle par spectroscopie Raman est présentée en utilisant le poly(éthylène téréphtalate) comme système modèle. Les limites de la technique sont exposées et des stratégies expérimentales pour les contourner sont mises de l’avant. Les résultats révèlent une grande variabilité de l'orientation et de la conformation d'une fibre à l'autre, alors que le taux de cristallinité demeure systématiquement faible, démontrant l'importance et la pertinence des études statistiques de fibres individuelles. La présence de chaînes montrant un degré d’enchevêtrement plus faible dans les fibres électrofilées que dans la masse est ensuite démontrée expérimentalement pour la première fois par spectroscopie infrarouge sur des amas de fibres de polystyrène. Les conditions d'électrofilage favorisant ce phénomène structural, qui est soupçonné d’influencer grandement les propriétés des fibres, sont identifiées. Finalement, l’ensemble des méthodologies développées sont appliquées sur des fibres individuelles de polystyrène pour l’étude approfondie de l’orientation et du désenchevêtrement sur une large gamme de diamètres et pour une grande quantité de fibres. Cette dernière étude permet l’établissement de la première relation structure/propriétés de ces matériaux, à l’échelle individuelle, en montrant clairement le lien entre l’orientation moléculaire, le désenchevêtrement et le module d'élasticité des fibres.

Production and Electrical Characterization of Low Density Polyethylene-based Micro- and Nano-dielectrics containing Graphene Oxide, Functionalized Graphene and Carbon Black additives

Oggigiorno la ricerca di nuovi materiali per gradatori di campo da impiegarsi in accessori di cavi ha iniziato a studiare alcuni materiali nano dielettrici con proprietà elettriche non lineari con la tensione ed aventi proprietà migliorate rispetto al materiale base. Per questo motivo in questo elaborato si sono studiati materiali nanostrutturati a base di polietilene a bassa densità (LDPE) contenenti nano polveri di grafene funzionalizzato (G*), ossido di grafene (GO) e carbon black (CB). Il primo obiettivo è stato quello di selezionare e ottimizzare i metodi di fabbricazione dei provini. La procedura di produzione è suddivisa in due parti. Nella prima parte è stata utilizzatala tecnica del ball-milling, mentre nella seconda un pressa termica (thermal pressing). Mediante la spettroscopia dielettrica a banda larga (BDS) si sono misurate le componenti reali e immaginarie della permettività e il modulo della conducibilità del materiale, in tensione alternata. Il miglioramento delle proprietà rispetto al provino di base composto dal solo polietilene si sono ottenute quando il quantitativo delle nanopolveri era maggiore. Le misure sono state effettuate sia a 3 V che a 1 kV. Attraverso misurazioni di termogravimetria (TGA) si è osservato l’aumento della resistenza termica di tutti i provini, soprattutto nel caso quando la % di nanopolveri è maggiore. Per i provini LDPE + 0.3 wt% GO e LDPE + 0.3 wt% G* si è misurata la resistenza alle scariche parziali attraverso la valutazione dell’erosione superficiale dei provini. Per il provino contenente G* è stato registrato una diminuzione del 22% del volume eroso, rispetto al materiale base, mentre per quello contenente GO non vi sono state variazioni significative. Infine si è ricercata la resistenza al breakdown di questi ultimi tre provini sopra citati. Per la caratterizzazione si è fatto uso della distribuzione di Weibull. Lo scale parameter α risulta aumentare solo per il provino LDPE + 0.3 wt% G*.

Spectroscopie Raman de fibres électrofilées : développement de méthodes et application aux fibres individuelles

L’électrofilage est une technique de mise en œuvre efficace et versatile qui permet la production de fibres continues d’un diamètre typique de quelques centaines de nanomètres à partir de l’application d’un haut voltage sur une solution concentrée de polymères enchevêtrés. L’évaporation extrêmement rapide du solvant et les forces d’élongation impliquées dans la formation de ces fibres leur confèrent des propriétés hors du commun et très intéressantes pour plusieurs types d’applications, mais dont on commence seulement à effleurer la surface. À cause de leur petite taille, ces matériaux ont longtemps été étudiés uniquement sous forme d’amas de milliers de fibres avec les techniques conventionnelles telles que la spectroscopie infrarouge ou la diffraction des rayons X. Nos connaissances de leur comportement proviennent donc toujours de la convolution des propriétés de l’amas de fibres et des caractéristiques spécifiques de chacune des fibres qui le compose. Les études récentes à l’échelle de la fibre individuelle ont mis en lumière des comportements inhabituels, particulièrement l’augmentation exponentielle du module avec la réduction du diamètre. L’orientation et, de manière plus générale, la structure moléculaire des fibres sont susceptibles d’être à l'origine de ces propriétés, mais d’une manière encore incomprise. L’établissement de relations structure/propriétés claires et l’identification des paramètres qui les influencent représentent des défis d’importance capitale en vue de tirer profit des caractéristiques très particulières des fibres électrofilées. Pour ce faire, il est nécessaire de développer des méthodes plus accessibles et permettant des analyses structurales rapides et approfondies sur une grande quantité de fibres individuelles présentant une large gamme de diamètre. Dans cette thèse, la spectroscopie Raman confocale est utilisée pour l’étude des caractéristiques structurales, telles que l’orientation moléculaire, la cristallinité et le désenchevêtrement, de fibres électrofilées individuelles. En premier lieu, une nouvelle méthodologie de quantification de l’orientation moléculaire par spectroscopie Raman est développée théoriquement dans le but de réduire la complexité expérimentale de la mesure, d’étendre la gamme de matériaux pour lesquels ces analyses sont possibles et d’éliminer les risques d’erreurs par rapport à la méthode conventionnelle. La validité et la portée de cette nouvelle méthode, appelée MPD, est ensuite démontrée expérimentalement. Par la suite, une méthodologie efficace permettant l’étude de caractéristiques structurales à l’échelle de la fibre individuelle par spectroscopie Raman est présentée en utilisant le poly(éthylène téréphtalate) comme système modèle. Les limites de la technique sont exposées et des stratégies expérimentales pour les contourner sont mises de l’avant. Les résultats révèlent une grande variabilité de l'orientation et de la conformation d'une fibre à l'autre, alors que le taux de cristallinité demeure systématiquement faible, démontrant l'importance et la pertinence des études statistiques de fibres individuelles. La présence de chaînes montrant un degré d’enchevêtrement plus faible dans les fibres électrofilées que dans la masse est ensuite démontrée expérimentalement pour la première fois par spectroscopie infrarouge sur des amas de fibres de polystyrène. Les conditions d'électrofilage favorisant ce phénomène structural, qui est soupçonné d’influencer grandement les propriétés des fibres, sont identifiées. Finalement, l’ensemble des méthodologies développées sont appliquées sur des fibres individuelles de polystyrène pour l’étude approfondie de l’orientation et du désenchevêtrement sur une large gamme de diamètres et pour une grande quantité de fibres. Cette dernière étude permet l’établissement de la première relation structure/propriétés de ces matériaux, à l’échelle individuelle, en montrant clairement le lien entre l’orientation moléculaire, le désenchevêtrement et le module d'élasticité des fibres.

Specifications for the beam transport systems to end Stations A and B /

"June 1964."

Report on Arkansas 400 KV Cockcroft-Walton accelerator and nuclear chemistry research /

"Reprinted from Annual Progress Report, AEC Contract AT(40-1)--277, March 1, 1958."

Functional description of the trigger system fro the Stanford two-mile accelerator /

"January 1965."

Magnetic field measurement and spectroscopy in multipole fields /

"February 1965."

Proceedings.

At head of title: ANL-7275. Instruments (TID-4500) AEC research and development report.

Progress in silicon-based quantum computation

We review progress at the Australian Centre for Quantum Computer Technology towards the fabrication and demonstration of spin qubits and charge qubits based on phosphorus donor atoms embedded in intrinsic silicon. Fabrication is being pursued via two complementary pathways: a 'top-down' approach for near-term production of few-qubit demonstration devices and a 'bottom-up' approach for large-scale qubit arrays with sub-nanometre precision. The 'top-down' approach employs a low-energy (keV) ion beam to implant the phosphorus atoms. Single-atom control during implantation is achieved by monitoring on-chip detector electrodes, integrated within the device structure. In contrast, the 'bottom-up' approach uses scanning tunnelling microscope lithography and epitaxial silicon overgrowth to construct devices at an atomic scale. In both cases, surface electrodes control the qubit using voltage pulses, and dual single-electron transistors operating near the quantum limit provide fast read-out with spurious-signal rejection.