Novel synergistic photocatalytic degradation of antibiotics and bacteria using V-N doped TiO2 under visible light: the state of nitrogen in V-doped TiO2

We report the synthesis of vanadium and nitrogen co-doped TiO2 for photocatalysis mainly emphasizing the state of nitrogen doping into TiO2 in the presence of vanadium ions. Considering the increase in antibiotic resistance developed by microbes due to the excess of pharmaceutical waste in the ecosystem, the photocatalytic activity was measured by degrading an antibiotic, chloramphenicol. A novel experiment was conducted by degrading the antibiotic and bacteria in each other's vicinity to focus on their synergistic photo-degradation by V-N co-doped TiO2. The catalysts were characterized using XRD, DRS, PL, TEM, BET and XPS analysis. Both interstitial and substitutional nitrogen doping were achieved with V-TiO2, showing high efficiency under visible light for antibiotic and bacterial degradation. In addition, the effect of doping concentration of nitrogen and vanadium in TiO2 and catalyst loading was studied thoroughly. Reusability experiments show that the prepared V-N co-doped TiO2 was stable for many cycles.

Hydrogen content estimation of hydrogenated amorphous carbon by visible Raman spectroscopy

In the present study, we report the hydrogen content estimation of the hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) films using visible Raman spectroscopy in a fast and nondestructive way. Hydrogenated diamondlike carbon films were deposited by the plasma enhanced chemical vapor deposition, plasma beam source, and integrated distributed electron cyclotron resonance techniques. Methane and acetylene were used as source gases resulting in different hydrogen content and sp2/sp3 fraction. Ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopic ellipsometry (1.5-5 eV) as well as UV-Vis spectroscopy were provided with the optical band gap (Tauc gap). The sp2/sp3 fraction and the hydrogen content were independently estimated by electron energy loss spectroscopy and elastic recoil detection analysis-Rutherford back scattering, respectively. The Raman spectra that were acquired in the visible region using the 488 nm line shows the superposition of Raman features on a photoluminescence (PL) background. The direct relationship of the sp2 content and the optical band gap has been confirmed. The difference in the PL background for samples of the same optical band gap (sp2 content) and different hydrogen content was demonstrated and an empirical relationship between the visible Raman spectra PL background slope and the corresponding hydrogen content was extracted. © 2004 American Institute of Physics.

Efecto de la radiación visible sobre la supervivencia de Acinetobacter baumannii sobre soportes inertes

Acinetobacter baumannii es una bacteria de gran importancia clínica debido a las infecciones nosocomiales a las que se asocia. La amenaza que supone en el ámbito hospitalario está directamente relacionada con su capacidad para sobrevivir a condiciones hostiles tales como cambios de temperatura, estrés lumínico y sequedad. En este contexto, se ha estudiado el efecto de la radiación visible sobre poblaciones de A. baumannii (ATCC 19606) mantenidas a temperatura ambiente en medio líquido (condiciones de ayuno) y sobre soporte sólido (condiciones de ayuno y sequedad). Para determinar la posible pérdida de cultivabilidad y la entrada en estado viable no cultivable (VNC), las poblaciones de A. baumannii se inocularon en solución salina estéril o se fijaron a filtros de acetato de celulosa estériles y se incubaron a 20ºC en condiciones de oscuridad (control) o exposición a luz visible. A lo largo de la supervivencia, utilizando microscopía de epifluerescencia, se cuantificaron las células totales, viables y cultivables. Además, se determinó la capacidad de formar biofilms de estas poblaciones. Bajo condiciones de oscuridad, tanto en soportes sólidos como en medio líquido, no se detectó pérdida de cultivabilidad, actividad o integridad celular durante al menos 7 días. Sin embargo, la luz visible tuvo un efecto negativo sobre las poblaciones de A. baumannii expuestas tanto en medio líquido como sobre soporte sólidos. En medio líquido, si bien la radiación luminosa no afectó a la integridad celular, al finalizar el periodo de exposición (7 días) el número de células cultivables descendió 1,5 log y el 27% de la población se encontraba en estado VNC. En condiciones de sequedad, la pérdida de cultivabilidad se detectó ya desde el primer día de exposición, situándose por debajo del límite de detección tras 5 días; la densidad de células viable también disminuyó, de modo que tras 7 días de exposición el 4% de la población era VNC. Además, la capacidad de formar biofilms se vio negativamente afectada a lo largo de la permanencia tanto en luz como en oscuridad. El efecto negativo de la luz fue especialmente relevante en poblaciones mantenidas en soportes sólidos. Bajo condiciones de ayuno, A. baumannii es capaz de persistir durante periodos de tiempo de al menos una semana incluso en ausencia de humedad. Sin embargo, la exposición de radiación luminosa induce la entrada en estado VNC en estas mismas condiciones, siendo este efecto negativo más acusado en condiciones de ayuno y sequedad.

Efecto de la radiación visible sobre la supervivencia de Vibrio harveyi en el medio marino

Vibrio harveyi es un microorganismo marino perteneciente a la familia Vibrionaceae, patógeno de numerosos animales marinos; tanto invertebrados como vertebrados, pudiendo producir pérdidas económicas en países que se benefician de la acuicultura. Se trata de un microorganismo que vive en un medio natural con escasa cantidad de nutrientes, por ello es un microorganismo oligotrofo. Además el medio marino es un medio con una gran cantidad de sales, con lo cual V. harveyi es una bacteria halófila. 3 V. harveyi es capaz de entrar en lo que se conoce como estado Viable No Cultivable (VNC), en dicho estado es capaz de sobrevivir a situaciones de estrés manteniendo niveles bajos de actividad y perdiendo la cultivabilidad. La radiación luminosa visible, a pesar de tener efectos beneficiosos en los seres vivos, puede provocar efectos negativos en las poblaciones microbianas marinas. En este trabajo se determinó la entrada en estado VNC en sus condiciones de temperatura ambiente (20ºC) tanto en un control en oscuridad así como bajo estrés lumínico. Los resultados mostraron como las células mantenidas en oscuridad no entraron en estado VNC, aunque sí se produjo una pérdida de cultivabilidad relacionada con lesiones celulares provocadas por los nutrientes de determinados medios de cultivo. En cambio, las células que fueron expuestas a la luz visible indicaron una pérdida de cultivabilidad a lo largo de los días de exposición, manteniéndose al finalizar el trabajo experimental el 93% de la población en estado VNC. Por lo tanto, la luz visible provoca un efecto negativo en la población de V. harveyi que es capaz de mantenerse en un estado VNC para sobrevivir a las condiciones adversas.

Efficient Gate-tunable light-emitting device made of defective boron nitride nanotubes: from ultraviolet to the visible

Boron nitride is a promising material for nanotechnology applications due to its two-dimensional graphene-like, insulating, and highly-resistant structure. Recently it has received a lot of attention as a substrate to grow and isolate graphene as well as for its intrinsic UV lasing response. Similar to carbon, one-dimensional boron nitride nanotubes (BNNTs) have been theoretically predicted and later synthesised. Here we use first principles simulations to unambiguously demonstrate that i) BN nanotubes inherit the highly efficient UV luminescence of hexagonal BN; ii) the application of an external perpendicular field closes the electronic gap keeping the UV lasing with lower yield; iii) defects in BNNTS are responsible for tunable light emission from the UV to the visible controlled by a transverse electric field (TEF). Our present findings pave the road towards optoelectronic applications of BN-nanotube-based devices that are simple to implement because they do not require any special doping or complex growth

Coupled plasmonic systems and devices : applications in visible metamaterials, nanophotonic circuits, and CMOS imaging

With the size of transistors approaching the sub-nanometer scale and Si-based photonics pinned at the micrometer scale due to the diffraction limit of light, we are unable to easily integrate the high transfer speeds of this comparably bulky technology with the increasingly smaller architecture of state-of-the-art processors. However, we find that we can bridge the gap between these two technologies by directly coupling electrons to photons through the use of dispersive metals in optics. Doing so allows us to access the surface electromagnetic wave excitations that arise at a metal/dielectric interface, a feature which both confines and enhances light in subwavelength dimensions - two promising characteristics for the development of integrated chip technology. This platform is known as plasmonics, and it allows us to design a broad range of complex metal/dielectric systems, all having different nanophotonic responses, but all originating from our ability to engineer the system surface plasmon resonances and interactions. In this thesis, we demonstrate how plasmonics can be used to develop coupled metal-dielectric systems to function as tunable plasmonic hole array color filters for CMOS image sensing, visible metamaterials composed of coupled negative-index plasmonic coaxial waveguides, and programmable plasmonic waveguide network systems to serve as color routers and logic devices at telecommunication wavelengths.

Strong visible up-conversion emission in Tb3+, Tm3+ and Tb3+-Tm3+ co-doped tellurite glasses sensitized by Yb3+

Up-conversion luminescence characteristics under 975 nm excitation have been investigated with Tb3+/Tm3+/Yb3+ triply doped tellurite glasses. Here, green (547 nm: D-5(4) --> F-7(4)) and red (660 nm: D-5(4) --> F-7(2)) up-conversion (UC) luminescence originating from Tb3+ is observed strongly, because of the quadratic dependences of emission intensities on the excitation power. Especially, the UC luminescence was intensified violently with the energy transfer from the Tm3+ ions involves in the Tb3+ excitation. To the Tb3+/Tm3+/Yb3+ triply doped glass system, a novel up-conversion mechanism is proposed as follows: the energy of (3)G(4) level (Tm3+) was transferred to D-5(4) (Tb3+) and the 477-nm UC luminescence of Tm3+ was nearly quenched. (C) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Strong visible up-conversion emissions and thermometric applications of Er3+-Yb3+ codoped Al2O3 prepared by the sol-gel method

The Er3+-Yb3+ codoped Al2O3 has been prepared by the sol-gel method using the aluminium isopropoxide [Al(OC3H7)(3)]-derived Al2O3 sols with addition of the erbium nitrate [Er(NO3)(3) center dot 5H(2)O] and ytterbium nitrate [Yb(NO3)(3) center dot 5H(2)O]. The phase structure, including only two crystalline types of doped Al2O3 phases, theta and gamma, was obtained for the 1 mol% Er3+ and 5 mol% Yb3+ codoped Al2O3 at the sintering temperature of 1,273 K. By a 978 nm semiconductor laser diodes excitation, the visible up-conversion emissions centered at about 523, 545, and 660 nm were obtained. The temperature dependence of the green up-conversion emissions was studied over a wide temperature range of 300-825 K, and the reasonable agreement between the calculated temperature by the fluorescence intensity ratio (FIR) theory and the measured temperature proved that Er3+-Yb3+ codoped Al2O3 plays an important role in the application of high temperature sensor.

A Estratégia de Saúde da Família e sua proposta de (re)estruturação do modelo assistencial do SUS: a perspectiva de quem molda sua operacionalização

O olhar reflexivo sobre a implementação de programas/projetos de saúde pressupõe a elucidação dos modos pelos quais ocorrem as conexões entre a formulação e suas diretrizes e a operacionalização nos serviços de saúde. Portanto, o presente estudo centra seu olhar investigativo em questões da dimensão avaliativa voltadas para o planejamento e gestão de sistema local de saúde, assim como para a produção de tecnologias de planejamento e avaliação em saúde. Centrado na Atenção Básica, especialmente no Programa de Saúde da Família (PSF), o estudo buscou analisar tal estratégia levando em consideração as quatro grandes dimensões de reestruturação preestabelecidas pelo MS: (re)estruturação do modelo assistencial do SUS; (re)estruturação da demanda para os outros níveis do sistema; (re)estruturação dos processos de trabalho e das práticas em saúde, e (re)estruturação dos gastos no modelo assistencial do SUS. O trabalho define as dimensões de (re)estruturação do modelo assistencial e dos processos de trabalho e das práticas em saúde como objeto de estudo. Para tanto, propõe, inicialmente, compreender o contexto que molda a operacionalização do PSF, para perceber a dinâmica que se coloca, reprodução ou reestruturação da estrutura. Tomando como referencial o modelo de Estratificação do Agente de Giddens (1984), buscamos através de entrevistas com os profissionais das equipes de Saúde da Família perceber a compreensão teórica e a narrativa das práticas sobre alguns pressupostos básicos apontados pelo MS como potencializadores da capacidade de reestruturação do PSF e que são por eles operacionalizados no cotidiano de suas práticas. Os profissionais das equipes estudadas se identificam como agentes de mudança. E sendo agentes deste processo de reestruturação sofrem influencia da estrutura social (PSF e seus princípios) como também a influenciam, enquanto sujeitos que nela operam. Foi possível mapear um cenário de implantação e um universo bastante significativo de necessidades que chamamos de necessidades cognitivas, aspectos que se interagem influenciando na capacidade ou não de reestruturação do PSF. Em relação à capacidade de (re)estruturação do modelo assistencial do SUS, o momento é de transição entre modelos assistenciais, iniciando um processo, ainda que tímido, de mudança de enfoque, da abordagem curativa para uma abordagem que tende, ainda que fragmentada, a propiciar uma assistência integral, incorporando à oferta de ações curativas, ações programáticas em construção. Barreiras estruturais que se localizam no espaço da cultura institucional de organização dos serviços e consequentemente, dos Sistemas Locais de Saúde também dificultam a reestruturação sob a perspectiva do modelo assistencial. A capacidade de reestruturação dos processos de trabalho e das práticas em saúde parece ser incipiente, no contexto das equipes estudadas. A cultura organizacional dos serviços, a experiência acumulada dos profissionais em unidades organizadas de forma tradicional, associada a processos incipientes de educação permanente, dificultam a apreensão de novas práticas potencializadoras de um processo de trabalho que conjuguem o desenvolvimento compartilhado de projetos terapêuticos integrais, assim como de mecanismos gerenciais ordenados sob o enfoque do planejamento estratégico situacional. Mesmo cientes da complexidade que envolve os processos de reestruturação de modelos assistenciais em saúde, partimos da premissa de que a capacidade de reestruturação proposta pela Saúde da Família é possível, porque visa a mudança no modelo de produção da saúde, o qual é definido pelos mecanismos de gestão, mas também pelo modo com os profissionais de saúde operam no cotidiano seus processos de trabalho. Partindo desse pressuposto, o presente estudo optou em tomar como objeto de análise o cotidiano dos processos de trabalho dos profissionais das equipes de Saúde da Família. Num primeiro momento, o estudo buscou compreender o contexto que molda e condiciona a produção da saúde identificando a compreensão teórica e a narrativa da prática dos sujeitos que operam no PSF no cotidiano. O segundo momento do estudo resultou do primeiro, quando foi evidenciada a ausência, nos processos de trabalho das equipes, de um raciocínio programático que as orientasse na organização da oferta de ações de saúde às suas populações adscritas, direcionando para a abordagem das necessidades em saúde, contribuindo no reordenamento das práticas, conjugando as capacidades de trabalho potencial e real das equipes. Sendo assim, foi desenvolvida uma proposta de programação em saúde, ancorada no pressuposto central da programação, ou seja, no cotidiano das equipes de Saúde da Família. Ordenada pelas operações diagnóstica e normativa a proposta trabalhou com a análise das coberturas de produção Ideal (normativa), Real (quantitativo de procedimentos realizados pelo profissional durante um determinado espaço de tempo, oficialmente informada) e Potencial (Semana Típica de produção planejada).

Infrared-to-visible upconversion emissions in Er3+ doped TeO2-based oxyhalide glasses

The fluorescence and up-conversion spectral properties of Er3+-doped TeO2-ZnO and TeO2-ZnO-PbCl2 glasses suitable for developing optical fiber amplifier and laser have been fabricate and characterized. Strong green (around 527-550 nm) and red (around 661 nm) up-conversion emissions under 977 nm laser diode excitation were investigated, corresponding to H-2(11/2), S-4(3/2), --> I-4(15/2) and F-4(9/2) --> I-4(15/2) transitions of Er3+ ions respectively, have been observed and the involved mechanisms have been explained. The dependence of up-converted fluorescence intensity versus laser power confirm that two-photons contribute to up-conversion of the green-red emissions. The novelty of this kind of optical material has been its ability in resisting devitrification, and its promising optical properties strongly encourage for their further development as the rare-earth doped optical fiber amplifiers and upconversion fiber laser systems.

Energy transfer and infrared-to-visible upconversion luminescence of Er3+/Yb3+-codoped halide modified tellurite glasses

We report on the energy transfer and frequency upconversion spectroscopic properties of Er3+-doped and Er3+/Yb3+-codoped TeO2-ZnO-Na2O-PbCl2 halide modified tellurite glasses upon excitation with 808 and 978 nm laser diode. Three intense emissions centered at around 529, 546 and 657 nm, alongwith a very weak blue emission at 4 10 nm have clearly been observed for the Er3+/Yb3+-codoped halide modified tellurite glasses upon excitation at 978 nm and the involved mechanisms are explained. The quadratic dependence of fluorescence on excitation laser power confirms the fact that the two-photon contribute to the infrared to green-red upconversion emissions. And the blue upconversion at 410 nm involved a sequential three-photon absorption process. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Infrared-to-visible upconversion flurescence of Er3+/Yb3+-codoped bismuthate glasses

Er3+/Yb3+-codoped bismuthate glasses for developing potential upconversion lasers have been fabricated and characterized. The optimal Yb3+ doping content was investigated in the glasses with different Yb3+-Er3+ concentration ratios and the optimal Yb3+-Er3+ concentration ratio is 5:1. Under 975 nm excitation, intense green and red emissions centered at 525, 546 and 657 nm, corresponding to the transitions H-2(11/2) -> I-4(15/2), S-4(3/2) -> I-4(15/2) and F-4(9/2) -> I-4(15/2), respectively, were observed at room temperature. The quadratic dependence of the 525, 546 and 657 nm emissions on excitation power indicates that a two-photon absorption process occurs under 975 nm excitation. (c) 2004 Elsevier Ltd. All rights reserved.