Ossidazione del 5-idrossimetilfurfurale con catalizzatori a base di nanoparticelle metalliche: effetto della fase attiva e del supporto

Le biomasse sono attualmente una promettente alternativa ai combustibili fossili per la produzione di sostanze chimiche e fuels. Nella trasformazione delle biomasse in prodotti chimici un ruolo importante è giocato dai derivati del furfurale; il 5-idrossimetil-2-furfurale (HMF), per esempio, è un precursore chiave per la sintesi di prodotti con applicazioni nell'industria dei polimeri e in campo farmaceutico. Può essere ossidato per ottenere l’acido 2,5-furandicarbossilico (FDCA), un monomero per la sintesi di una nuova classe di polimeri, alternativi a quelli ottenuti da acido tereftalico. Per la preparazione di FDCA da HMF sono stati utilizzati vari catalizzatori e differenti condizioni di reazione; il principale svantaggio è la necessità di sali metallici e solventi organici, che rendono il processo costoso e ad elevato impatto ambientale. Recentemente sono stati trovati catalizzatori di Au supportati, attivi nell’ossidazione del HMF a FDCA; tuttavia la stabilità del catalizzatore e la produttività del processo rimangono basse. Lo scopo del lavoro è stato lo studio di sistemi attivi e stabili nella reazione di ossidazione del HMF a FDCA. In particolare è stato approfondito l’effetto della morfologia del supporto di CeO2, utilizzato per la preparazione di catalizzatori a base di Au e l’influenza della fase attiva sul meccanismo di reazione in sistemi misti Pd/Au. Il lavoro svolto ha avuto come obiettivi: -La preparazione di catalizzatori Au-CeO2 mesoporoso, ottenuto mediante “hard template” e la loro caratterizzazione mediante analisi XRD, HRTEM, BET, XRF, TPR e porosimetriche. Confrontando questi sistemi con catalizzatori di Au-CeO2 commerciale è stato possibile osservare le differenze in termini di attività catalitica e di struttura. -La sintesi di nanoparticelle Pd/Au in lega o core-shell e la loro caratterizzazione mediante analisi DLS, XRF, XRD e HRTEM per comprendere come il tipo di fase attiva formata influisce sull’attività e sul meccanismo di reazione nell’ossidazione di HMF a FDCA.

Sintesi e caratterizzazione di polimeri anfifilici a struttura controllata mediante ATRP

Sono stati sintetizzati diversi copolimeri con struttura a blocchi o di tipo statistico aventi struttura e pesi medi molecolari controllati utilizzando polimerizzazioni radicaliche viventi (ATRP). Questi polimeri solitamente esibiscono proprietà superiori rispetto a polimeri con struttura non controllata e alta polidispersità. Alcuni dei polimeri sono stati ottenuti polimerizzando un monomero metacrilico sintetizzato tramite esterificazione di una miscela commerciale costituita da alcoli alifatici a diversa lunghezza di catena. Per fare ciò è stata studiata la polimerizzazione controllata di monomeri metacrilici a diverso peso molecolare, dimostrando che la reattività dipende dalla lunghezza della catena laterale. I nuovi copolimeri ottenuti sono stati caratterizzati tramite 1H-NMR, DSC, TGA, GPC ed IR.

Sintesi di nanoparticelle composite con morfologia avanzata mediante condensazione in atmosfera inerte o reattiva

Uno dei concetti chiave dell'impiego della nanotecnologia è quello dell'ingegnerizzazione dei materiali alla nano-scala. Si procede così alla realizzazione di materiali aventi morfologia, struttura e composizione ottimizzate per migliorarne specifiche proprietà in maniera controllata. In questo lavoro sono stati realizzati campioni nanoparticellari a base di magnesio con la tecnica (R-)IGC (Reactive or Inert Gas Condensation) allo scopo di studiare come l'atmosfera nella quale vengono sintetizzati ne influenzi le proprietà morfologiche e strutturali, al fine di poterne controllare la crescita per impieghi specifici. In particolare, si sono voluti analizzare i risultati ottenuti in diverse situazioni: nel caso in cui la sintesi avvenga in un'atmosfera contenente una piccola concentrazione di ossigeno e nel caso della coevaporazione di magnesio e titanio in atmosfera inerte o contenente idrogeno. I campioni sono poi stati analizzati dal punto di vista morfologico, composizionale e strutturale mediante microscopia a scansione elettronica e diffrazione a raggi X. E' stato mostrato che la presenza controllata di ossigeno durante la sintesi permette di realizzare strutture core-shell di dimensione media 40nm e che la co-evaporazione di magnesio e titanio permette la sintesi di nanoparticelle di dimensioni medie anche inferiori ai 12nm. La presenza di idrogeno durante l'evaporazione permette inoltre di crescere nanoparticelle contenenti idruro di titanio senza dover ricorrere ad una idrurazione successiva. Le proprietà termodinamiche e cinetiche di (de)-idrurazione dei campioni sintetizzati sono state misurate utilizzando sia un apparato barometrico Sievert, sia effettuando un'analisi direttamente nel sito di crescita. I campioni realizzati non mostrano una termodinamica significativamente diversa da quella del magnesio bulk, mentre le cinetiche dei processi di assorbimento e desorbimento risultano notevolmente più rapide.

Studio di stati fotoeccitati in nanoparticelle di V-TiO2 mediante scattering inelastico risonante di raggi X

La TiO2 è uno dei materiali più studiati degli ultimi decenni. I motivi sono da ricercarsi nelle sue numerose applicazioni, possibili in molti campi come dispositivi fotovoltaici, depurazione da agenti inquinanti o filtraggio di raggi UV. Per le celle elettrochimiche in particolare, il biossido di titanio offre molti vantaggi, ma non è privo di ostacoli. Il limite principale è lo scarso assorbimento dello spettro visibile, dovuto all’energy gap elevato (circa 3.2 eV). La ricerca da diversi anni si concentra sul tentativo di aumentare l’assorbimento di luce solare: promettenti sono i risultati raggiunti grazie alla forma nanoparticellare della TiO2, che presenta proprietà diverse dal materiale bulk. Una delle strategie più studiate riguarda il drogaggio tramite impurità, che dovrebbero aumentare le prestazioni di assorbimento del materiale. Gli elementi ritenuti migliori a questo scopo sono il vanadio e l’azoto, che possono essere usati sia singolarmente che in co-doping. In questo lavoro abbiamo realizzato la crescita di nanoparticelle di V-TiO2, tramite Inert Gas Condensation. La morfologia e la struttura atomica sono state analizzate attraverso microscopia a trasmissione, analizzandone la mappe tramite image processing. Successivamente abbiamo studiato le proprietà di assorbimento ottico dei campioni, nello spettro visibile e nel vicino ultravioletto, attraverso il metodo della riflettanza diffusa, determinando poi il bandgap tramite Tauc Plot. L’esperimento centrale di questo lavoro di tesi è stato condotto sulla beamline ID26 dell’European Synchrotron Radiation Facility, a Grenoble. Lì, abbiamo effettuato misure XANES, allo scopo di studiare gli stati fotoeccitati del materiale. L’eccitazione avveniva mediante laser con lunghezza d’onda di 532 nm. Tramite gli spettri, abbiamo analizzato la struttura locale e lo stato di ossidazione del vanadio. Le variazioni indotta dal laser hanno permesso di capire il trasferimento di carica e determinare la vita media.

A cluster-randomised intervention trial against Schistosoma japonicum in the Peoples' Republic of China: bovine and human transmission

Background Zoonotic schistosomiasis japonica is a major public health problem in China. Bovines, particularly water buffaloes, are thought to play a major role in the transmission of schistosomiasis to humans in China. Preliminary results (1998–2003) of a praziquantel (PZQ)-based pilot intervention study we undertook provided proof of principle that water buffaloes are major reservoir hosts for S. japonicum in the Poyang Lake region, Jiangxi Province. Methods and Findings Here we present the results of a cluster-randomised intervention trial (2004–2007) undertaken in Hunan and Jiangxi Provinces, with increased power and more general applicability to the lake and marshlands regions of southern China. The trial involved four matched pairs of villages with one village within each pair randomly selected as a control (human PZQ treatment only), leaving the other as the intervention (human and bovine PZQ treatment). A sentinel cohort of people to be monitored for new infections for the duration of the study was selected from each village. Results showed that combined human and bovine chemotherapy with PZQ had a greater effect on human incidence than human PZQ treatment alone. Conclusions The results from this study, supported by previous experimental evidence, confirms that bovines are the major reservoir host of human schistosomiasis in the lake and marshland regions of southern China, and reinforce the rationale for the development and deployment of a transmission blocking anti-S. japonicum vaccine targeting bovines.

Bayesian versus frequentist statistical inference for investi gating a one-off cancer cluster reported to a health department

Background The problem of silent multiple comparisons is one of the most difficult statistical problems faced by scientists. It is a particular problem for investigating a one-off cancer cluster reported to a health department because any one of hundreds, or possibly thousands, of neighbourhoods, schools, or workplaces could have reported a cluster, which could have been for any one of several types of cancer or any one of several time periods. Methods This paper contrasts the frequentist approach with a Bayesian approach for dealing with silent multiple comparisons in the context of a one-off cluster reported to a health department. Two published cluster investigations were re-analysed using the Dunn-Sidak method to adjust frequentist p-values and confidence intervals for silent multiple comparisons. Bayesian methods were based on the Gamma distribution. Results Bayesian analysis with non-informative priors produced results similar to the frequentist analysis, and suggested that both clusters represented a statistical excess. In the frequentist framework, the statistical significance of both clusters was extremely sensitive to the number of silent multiple comparisons, which can only ever be a subjective "guesstimate". The Bayesian approach is also subjective: whether there is an apparent statistical excess depends on the specified prior. Conclusion In cluster investigations, the frequentist approach is just as subjective as the Bayesian approach, but the Bayesian approach is less ambitious in that it treats the analysis as a synthesis of data and personal judgements (possibly poor ones), rather than objective reality. Bayesian analysis is (arguably) a useful tool to support complicated decision-making, because it makes the uncertainty associated with silent multiple comparisons explicit.

The bereavement response : a cluster analysis

BACKGROUND: Literature and clinical experience suggest that some people experience atypical, complicated or pathological bereavement reactions in response to a major loss. METHOD: Three groups of community-based bereaved subjects--spouses (n = 44), adult children (n = 40), and parents (n = 36)--were followed up four times in the 13 months after a loss. A 17-item scale of core bereavement times was developed and used to investigate the intensity of the bereavement response over time. RESULTS: Cluster analysis revealed a pattern of bereavement-related symptoms approximating a syndrome of chronic grief in 11 (9.2%) of the 120 subjects. None of the respondents displayed a pattern consistent with delayed or absent grief. CONCLUSIONS: In a non-clinical community sample of bereaved people, delayed or absent grief is infrequently seen, unlike chronic grief, which is demonstrated in a minority.

Creative clusters and universities : the cluster concept in economics and geography

This paper considers the history of the cluster concept in urban economic geography, and its relationship to recent debates about creative cities. It then looks at the role that universities can play in the development of a creative cluster, as well as some of the potential pitfalls.

Up the junction? Exploiting knowledge-based development through supply chain and SME cluster interactions

Maximisation of Knowledge-Based Development (KBD) benefits requires effective dissemination and utilisation mechanisms to accompany the initial knowledge creation process. This work highlights the potential for interactions between Supply Chains (SCs) and Small and Medium sized Enterprise Clusters (SMECs), (including via ‘junction’ firms which are members of both networks), to facilitate such effective dissemination and utilisation of knowledge. In both these network types there are firms that readily utilise their relationships and ties for ongoing business success through innovation. The following chapter highlights the potential for such beneficial interactions between SCs and SMECs in key elements of KBD, particularly knowledge management, innovation and technology transfer. Because there has been little focus on the interactions between SCs and SMECs, particularly when firms simultaneously belong to both, this chapter examines the conduits through which information and knowledge can be transferred and utilised. It shows that each network type has its own distinct advantages in the types of information searched for and transferred amongst network member firms. Comparing and contrasting these advantages shows opportunities for both networks to leverage the knowledge sharing strengths of each other, through these ‘junctions’ to address their own weaknesses, allowing implications to be drawn concerning new ways of utilising relationships for mutual network gains.