Visualization of molecule interaction between antigen and antibody - One of ellipsometric imaging applications

It is to investigate molecule interactions between antigen and antibody with ellipsometric imaging technique and demonstrate some features and possibilities offered by applications of the technique. Molecule interaction is an important interest for molecule biologist and immunologist. They have used some established methods such as immufluorcence, radioimmunoassay and surface plasma resonance, etc, to study the molecule interaction. At the same time, experimentalists hope to use some updated technique with more direct visual results. Ellipsometric imaging is non-destructive and exhibits a high sensitivity to phase transitions with thin layers. It is capable of imaging local variations in the optical properties such as thickness due to the presence of different surface concentration of molecule or different deposited molecules. If a molecular mono-layer (such as antigen) with bio-activity were deposited on a surface to form a sensing surface and then incubated in a solution with other molecules (such as antibody), a variation of the layer thickness when the molecules on the sensing surface reacted with the others in the solution could be observed with ellipsometric imaging. Every point on the surface was measured at the same time with a high sensitivity to distinguish the variation between mono-layer and molecular complexes. Ellipsometric imaging is based on conventional ellipsometry with charge coupled device (CCD) as detector and images are caught with computer with image processing technique. It has advantages of high sensitivity to thickness variation (resolution in the order of angstrom), big field of view (in square centimeter), high sampling speed (a picture taken within one second), and high lateral resolution (in the order of micrometer). Here it has just shown one application in study of antigen-antibody interaction, and it is possible to observe molecule interaction process with an in-situ technique.

Fiber Bragg Gratings, IT Techniques and Strain Gauge Validation for Strain Calculation on Aged Metal Specimens

This paper studies the feasibility of calculating strains in aged F114 steel specimens with Fiber Bragg Grating (FBG) sensors and infrared thermography (IT) techniques. Two specimens have been conditioned under extreme temperature and relative humidity conditions making comparative tests of stress before and after aging using different adhesives. Moreover, a comparison has been made with IT tecniques and conventional methods for calculating stresses in F114 steel. Implementation of Structural Health Monitoring techniques on real aircraft during their life cycle requires a study of the behaviour of FBG sensors and their wiring under real conditions, before using them for a long time. To simulate aging, specimens were stored in a climate chamber at 70 degrees C and 90% RH for 60 days. This study is framed within the Structural Health Monitoring (SHM) and Non Destructuve Evaluation (NDE) research lines, integrated into the avionics area maintained by the Aeronautical Technologies Centre (CTA) and the University of the Basque Country (UPV/EHU).

Metalak eta metaloideak itsasadarretan: kutsadura jarraitzeko erreminta analitikoen

265 p.

A new high-order Fourier continuation-based elasticity solver for complex three-dimensional geometries

This thesis presents a new approach for the numerical solution of three-dimensional problems in elastodynamics. The new methodology, which is based on a recently introduced Fourier continuation (FC) algorithm for the solution of Partial Differential Equations on the basis of accurate Fourier expansions of possibly non-periodic functions, enables fast, high-order solutions of the time-dependent elastic wave equation in a nearly dispersionless manner, and it requires use of CFL constraints that scale only linearly with spatial discretizations. A new FC operator is introduced to treat Neumann and traction boundary conditions, and a block-decomposed (sub-patch) overset strategy is presented for implementation of general, complex geometries in distributed-memory parallel computing environments. Our treatment of the elastic wave equation, which is formulated as a complex system of variable-coefficient PDEs that includes possibly heterogeneous and spatially varying material constants, represents the first fully-realized three-dimensional extension of FC-based solvers to date. Challenges for three-dimensional elastodynamics simulations such as treatment of corners and edges in three-dimensional geometries, the existence of variable coefficients arising from physical configurations and/or use of curvilinear coordinate systems and treatment of boundary conditions, are all addressed. The broad applicability of our new FC elasticity solver is demonstrated through application to realistic problems concerning seismic wave motion on three-dimensional topographies as well as applications to non-destructive evaluation where, for the first time, we present three-dimensional simulations for comparison to experimental studies of guided-wave scattering by through-thickness holes in thin plates.

Microtomografia com Raio X e processamento de imagem na obtenção da porosidade do concreto

O objetivo principal desse trabalho foi utilizar métodos não destrutivos (END), como a microtomografia com Raio X e técnicas de obtenção e processamento de imagens, para obtenção da porosidade do concreto. Foram utilizados dois métodos. Em um método as imagens foram obtidas por meio de microtomografia por Raio X e no outro foi utilizado um escâner comercial para obtenção das imagens. Essas imagens foram processadas por meio de técnicas de processamento de pixel e morfologia matemática. Os resultados obtidos para a porosidade foram comparados com resultado obtido por meio do método proposto pela NBR 9778 (2005) (Absorção de água, índice de vazios e massa específica em argamassa e concreto endurecido). As imagens microtomográficas das amostras de concreto foram obtidas num sistema Skyscan 1172 com 256 tons de cinza, ajustadas em contraste, binarizadas e filtradas. No outro método foi utilizado um Escâner Comercial com resolução de 2400 dpi para adquirir as imagens, sendo também utilizadas técnicas de processamento de pixel e morfologia matemática para processá-las. Os resultados dos valores da porosidade mostraram compatibilidade entre os dois métodos apresentados e o método proposto pela NBR 9778 (2005). Observou-se que os resultados obtidos por microtomografia foram mais confiáveis, mas o método utilizando o escâner comercial se apresentou como um método aceitável por seus resultados e principalmente por seu baixo custo e facilidade de operação.

Simulações de problemas inversos com aplicações em engenharia nuclear usando técnicas de transporte de partículas neutras monoenergéticas na formulação unidimensional de ordenadas discretas

Neste trabalho, três técnicas para resolver numericamente problemas inversos de transporte de partículas neutras a uma velocidade para aplicações em engenharia nuclear são desenvolvidas. É fato conhecido que problemas diretos estacionários e monoenergéticos de transporte são caracterizados por estimar o fluxo de partículas como uma função-distribuição das variáveis independentes de espaço e de direção de movimento, quando os parâmetros materiais (seções de choque macroscópicas), a geometria, e o fluxo incidente nos contornos do domínio (condições de contorno), bem como a distribuição de fonte interior são conhecidos. Por outro lado, problemas inversos, neste trabalho, buscam estimativas para o fluxo incidente no contorno, ou a fonte interior, ou frações vazio em barras homogêneas. O modelo matemático usado tanto para os problemas diretos como para os problemas inversos é a equação de transporte independente do tempo, a uma velocidade, em geometria unidimensional e com o espalhamento linearmente anisotrópico na formulação de ordenadas discretas (SN). Nos problemas inversos de valor de contorno, dado o fluxo emergente em um extremo da barra, medido por um detector de nêutrons, por exemplo, buscamos uma estimativa precisa para o fluxo incidente no extremo oposto. Por outro lado, nos problemas inversos SN de fonte interior, buscamos uma estimativa precisa para a fonte armazenada no interior do domínio para fins de blindagem, sendo dado o fluxo emergente no contorno da barra. Além disso, nos problemas inversos SN de fração de vazio, dado o fluxo emergente em uma fronteira da barra devido ao fluxo incidente prescrito no extremo oposto, procuramos por uma estimativa precisa da fração de vazio no interior da barra, no contexto de ensaios não-destrutivos para aplicações na indústria. O código computacional desenvolvido neste trabalho apresenta o método espectronodal de malha grossa spectral Greens function (SGF) para os problemas diretos SN em geometria unidimensional para gerar soluções numéricas precisas para os três problemas inversos SN descritos acima. Para os problemas inversos SN de valor de contorno e de fonte interior, usamos a propriedade da proporcionalidade da fuga de partículas; ademais, para os problemas inversos SN de fração de vazio, oferecemos a técnica a qual nos referimos como o método físico da bissecção. Apresentamos resultados numéricos para ilustrar a precisão das três técnicas, conforme descrito nesta tese.

不同产地绿松石无损检测及岩相结构特征研究

概述了绿松石的使用历史和产地来源。利用质子激发X射线荧光光谱（PIXE）、X射线衍射（XRD）及扫描电镜（SEM）技术对来自伊朗、湖北郧县和西藏等地的绿松石样品进行岩石矿物学特征分析，从成分组成方面探讨绿松石的呈色机理。结果显示，不同产地、不同质地绿松石的成分组成存在较大差别，但主成分含量基本一致；绿松石的颜色主要由其中CuO和Fe2O3的含量比值变化决定，比值由大至小，实现了绿松石颜色由天蓝色到绿色的转变。

蛇纹石质古玉器的无损分析研究

蛇纹石玉是我国利用最早的玉石之一。采用外束质子激发x射线荧光（PIXE）、x射线衍射（XRD）和拉曼光谱（Raman）技术对我国出土的古玉器以及辽宁省岫岩县出产的蛇纹石玉石进行矿物特征分析。通过对古玉器和玉石的对比研究，成功地对古玉器中的蛇纹石质玉器进行了无损鉴定，总结得出了蛇纹石质古玉器的无损鉴别方法，对于深化我国古玉器的研究具有重要意义。微量元素特征分析有助于探索古玉器玉料的来源。

河南南阳独山玉的岩相结构和无损分析(英文)

河南南阳独山玉的开采历史可以追溯到新石器时代,在我国玉文化中占有重要地位。鉴于当前对独山玉进行无损鉴别的方法较少,利用质子激发X荧光技术(proton induced X-ray emission,PIXE)、X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、激光Raman光谱(laser Raman spectroscopy,LRS)和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)等技术对河南南阳独山玉料进行岩石矿物学分析。结果表明:独山玉主要由钙长石矿物构成,晶粒细小且结合紧密的显微结构与独山玉具有极高的稳定性有较大关系。PIXE,XRD和Raman技术作为无损分析方法为鉴定独山玉提供了准确有效的方法,为研究贵重的古玉样品提供了技术支持。

Avaliação temporal da poluição por antiincrustantes organoestânicos no litoral do Estado do Rio de Janeiro: antes e após o banimento nacional e internacional

Tintas antifoulings são utilizadas para evitar a incrustação de organismos em estruturas submersas, especialmente casco de embarcações. Os compostos organoestânicos (OTs), utilizados nessas tintas, entre eles o tributilestanho, são desreguladores endócrinos e causaram diversos danos aos ecossistemas marinhos. No caso dos moluscos gastrópodes, esse tipo de poluição faz com que as fêmeas adquiram características masculinas, como vaso deferente e pênis, fenômeno esse conhecido como imposex. A Organização Marítima Internacional (IMO) estabeleceu o banimento de tintas à base de COEs nas embarcações, em 2008. No Brasil, a NORMAM 23, proibiu o uso em 2007, contudo a Marinha já havia suspendido seu uso desde 2003. Entretanto, efeitos deletérios destes compostos ainda são detectados em vários países, inclusive ao longo do litoral brasileiro. Esse trabalho teve como objetivo principal fazer uma avaliação temporal (1997-2012) da poluição por organestânicos na costa do Estado do Rio de Janeiro utilizando como bioindicador a espécie Stramonita haemastoma. A área de estudo abrangeu cinco regiões: Paraty, Ilha Grande, Baia de Ilha Grande, Baia de Guanabara e Arraial do Cabo. Análises químicas de butilestânicos foram feitas em sedimentos superficiais de mangues de Paraty (Mangue do Estaleiro e mangue do Saco do Mamanguá) e Ilha Grande (Mangue do Aventureiro) sendo os dois últimos considerados áreas de referência. Em cada estação de biomonitoramento foram coletados 30 indivíduos sexualmente adultos da espécie S. haemastoma, através de mergulho livre em apnéia e analisados através do método não destrutivo proposto por nosso grupo de pesquisa. Em todas as cinco áreas analisadas ao longo da costa do Estado do Rio de Janeiro foram registradas estações com altos índices de imposex. Apesar de muitas estações apresentarem diminuição nos índices, na maioria ocorreu um aumento ou conservação alta na porcentagem de imposex depois do banimento. As concentrações médias de butilestânicos no mangue (S1), perto de fontes locais, foram 205,7 16,8 ng (Sn) g-1 de TBT, 16,4 1,3 ng (Sn) g-1 de DBT e 10,0 2,9 ng (Sn) g-1 de MBT. Nas áreas de referência: mangue do Saco do Mamanguá (S2) foram 16,0 0,8 ng (Sn) g-1 de TBT, 10,1 1,4 ng (Sn) g-1 de DBT e 10,1 2,2 ng (Sn) g-1 de MBT e mangue do Aventureiro (S3) com 18,1 4,2 ng (Sn) g-1 de TBT, 15,3 0,5 ng (Sn) g-1 de DBT e 10,2 1,5 ng (Sn). g-1 de MBT. As taxas de degradação foram de 01, 1,3 e 1,4 respectivamente indicando inputs recentes desses compostos. Os resultados deste estudo indicam que carbono orgânico dissolvido e particulado, bem como xenoestrógenos podem estar interferindo no desenvolvimento da síndrome, levando a subestimação de avaliação do imposex. As concentrações de butilestânicos, além do aumento ou continuidade alta na incidência de imposex após o banimento na maioria das estações indicam que, apesar da proibição do uso do TBT em tintas antiiincrustantes no Brasil, elas ainda estão sendo utilizadas de forma ilegal, especialmente em pequenos barcos. Esse estudo é fundamental para se propor medidas de mitigação e controle dos compostos organoestânicos, até mesmo dos novos antifoulings TBT- free, que também possuem efeitos prejudiciais ao ambiente. Além disso, as áreas onde se registrou altos índices de imposex serão essenciais para o monitoramento dos efeitos desses novos antifoulings.

Caracterização de imagens de microtomografia de raios X baseada em descritores de textura

A microtomografia computadorizada (computed microtomography - μCT) permite uma análise não destrutiva de amostras, além de possibilitar sua reutilização. A μCT permite também a reconstrução de objetos tridimensionais a partir de suas seções transversais que são obtidas interceptando a amostra através de planos paralelos. Equipamentos de μCT oferecem ao usuário diversas opções de configurações que alteram a qualidade das imagens obtidas afetando, dessa forma, o resultado esperado. Nesta tese foi realizada a caracterização e análise de imagens de μCT geradas pelo microtomógrafo SkyScan1174 Compact Micro-CT. A base desta caracterização é o processamento de imagens. Foram aplicadas técnicas de realce (brilho, saturação, equalização do histograma e filtro de mediana) nas imagens originais gerando novas imagens e em seguida a quantificação de ambos os conjuntos, utilizando descritores de textura (probabilidade máxima, momento de diferença, momento inverso de diferença, entropia e uniformidade). Os resultados mostram que, comparadas às originais, as imagens que passaram por técnicas de realce apresentaram melhoras quando gerados seus modelos tridimensionais.

Gogortasunaren estimazioa Barkhausen metodoaz.

[EU]Gradu amaierako lan hau merkatuan dauden kalitate kontroleko azterketa mota batzuen azterketan oinarritzen da, batez ere materialaren gainazaleko gogortasunaren azterketan metodo berri baten erabilpenaz. Metodo berri hau, metodo ez suntsikorra da eta Barkhausen soinuan oinarritzen da non gogortasunaren estimazio hurbildu bat egitea lortu nahi den. Lan honetan metodo berri honen inplantazioaren onurak eta berau zertan datzan azaltzen da etorkizunean materialaren gainazaleko gogortasunaren neurketan erabili ahal izateko enpresen onurarako kanlitateko kontroleko sailean.

Ensayos no destructivos y su aplicación en la industria.

[ES]Este trabajo tiene dos objetivos principales: El primero es hacer una presentación de los Ensayos No Destructivos (END), para lograr dicho objetivo se responde a las preguntas de cómo, porque y cuando surgieron dichos métodos, así como cual ha sido su evolución histórica y su introducción en la industria. El segundo objetivo principal es la aplicación de tres END (los líquidos penetrantes, los ultrasonidos y las partículas magnéticas) en la industria, para ello se desarrolla el procedimiento a seguir por estas tres técnicas en codos de tubería sin soldadura.

Medição de espessura de filmes eletrodepositados em suporte metálico por EDXRF

Esse trabalho apresenta a técnica de fluorescência de raios X por dispersão de energia (EDXRF) para calcular a espessura de filmes metálicos finos por ser de custo relativamente baixo, não destrutiva e que permite também uma análise qualitativa e até quantitativa dos elementos do revestimento. As espessuras do Níquel, Zinco e Cromo sobre aço, foram calculadas utilizando cinco procedimentos diferentes e todas as relações matemáticas obtidas foram baseadas na lei de atenuação de Beer-Lambert, que relaciona as intensidades Kα e/ou Kβ e as relações específicas do material (coeficiente de atenuação, μm). Os resultados experimentais para as espessuras do Zinco e Níquel, utilizando somente a intensidade Kα, apresentaram valores próximos dos valores estimados. Quando foi considerada a razão Kα/Kβ, os resultados experimentais divergiram bastante do estimado. Para calcular a espessura do Cromo foi necessário utilizar um método em que as camadas são calculadas separadamente, pois o revestimento de Cromo é composto por múltiplas camadas (Cromo, Cobre e Níquel), Os resultados para a espessura do Cromo foram satisfatórios.

Estudo da inspeção e caracterização de materiais compósitos por ultrassom

O presente trabalho foi desenvolvido com o intuito de estudar a utilização do método de ensaio não destrutivo de ultrassom para inspecionar e caracterizar materiais compósitos. Os objetivos principais da pesquisa foram medir a espessura, encontrar e dimensionar delaminações em reparo de material compósito laminado para tubulações e medir a velocidade do som no concreto para o cálculo do módulo de elasticidade. Inicialmente foram estudados os parâmetros físicos relevantes inerentes a cada material para o método de ultrassom, para então estabelecer uma metodologia de inspeção. A técnica de pulso-eco foi capaz de encontrar as descontinuidades no compósito laminado. Para a determinação do módulo de elasticidade do concreto, a técnica de transmissão foi utilizada obtendo-se resultados satisfatórios.