Light and darkness in an Edwardian insitution for the insane poor - illuminating the material practices of the Asylum Age

Natural light and its provision within asylum and other buildings is a neglected aspect of the historical archaeology of institutions. An Edwardian asylum in the north of Ireland is analysed for the management of natural light through the siting of buildings, window design and placement of interior glazing. A close reading of selected contemporary literature relating to natural light is employed to assess the significance of light provision within institutions of this period and contemporary discourses are in turn illuminated by the material practices recorded in the case study.

Improving photofermentative hydrogen production through metabolic engineering and DOE (Design of Experiments)

A l’heure actuelle, les biocarburants renouvelables et qui ne nuit pas à l'environnement sont à l'étude intensive en raison de l'augmentation des problèmes de santé et de la diminution des combustibles fossiles. H2 est l'un des candidats les plus prometteurs en raison de ses caractéristiques uniques, telles que la densité d'énergie élevée et la génération faible ou inexistante de polluants. Une façon attrayante pour produire la H2 est par les bactéries photosynthétiques qui peuvent capter l'énergie lumineuse pour actionner la production H2 avec leur système de nitrogénase. L'objectif principal de cette étude était d'améliorer le rendement de H2 des bactéries photosynthétiques pourpres non sulfureuses utilisant une combinaison de génie métabolique et le plan des expériences. Une hypothèse est que le rendement en H2 pourrait être améliorée par la redirection de flux de cycle du Calvin-Benson-Bassham envers du système de nitrogénase qui catalyse la réduction des protons en H2. Ainsi, un PRK, phosphoribulose kinase, mutant « knock-out » de Rhodobacter capsulatus JP91 a été créé. L’analyse de la croissance sur des différentes sources de carbone a montré que ce mutant ne peut croître qu’avec l’acétate, sans toutefois produire d' H2. Un mutant spontané, YL1, a été récupéré qui a retenu l'cbbP (codant pour PRK) mutation d'origine, mais qui avait acquis la capacité de se développer sur le glucose et produire H2. Une étude de la production H2 sous différents niveaux d'éclairage a montré que le rendement d’YL1 était de 20-40% supérieure à la souche type sauvage JP91. Cependant, il n'y avait pas d'amélioration notable du taux de production de H2. Une étude cinétique a montré que la croissance et la production d'hydrogène sont fortement liées avec des électrons à partir du glucose principalement dirigés vers la production de H2 et la formation de la biomasse. Sous des intensités lumineuses faibles à intermédiaires, la production d'acides organiques est importante, ce qui suggère une nouvelle amélioration additionnel du rendement H2 pourrait être possible grâce à l'optimisation des processus. Dans une série d'expériences associées, un autre mutant spontané, YL2, qui a un phénotype similaire à YL1, a été testé pour la croissance dans un milieu contenant de l'ammonium. Les résultats ont montré que YL2 ne peut croître que avec de l'acétate comme source de carbone, encore une fois, sans produire de H2. Une incubation prolongée dans les milieux qui ne supportent pas la croissance de YL2 a permis l'isolement de deux mutants spontanés secondaires intéressants, YL3 et YL4. L'analyse par empreint du pied Western a montré que les deux souches ont, dans une gamme de concentrations d'ammonium, l'expression constitutive de la nitrogénase. Les génomes d’YL2, YL3 et YL4 ont été séquencés afin de trouver les mutations responsables de ce phénomène. Fait intéressant, les mutations de nifA1 et nifA2 ont été trouvés dans les deux YL3 et YL4. Il est probable qu'un changement conformationnel de NifA modifie l'interaction protéine-protéine entre NifA et PII protéines (telles que GlnB ou GlnK), lui permettant d'échapper à la régulation par l'ammonium, et donc d'être capable d'activer la transcription de la nitrogénase en présence d'ammonium. On ignore comment le nitrogénase synthétisé est capable de maintenir son activité parce qu’en théorie, il devrait également être soumis à une régulation post-traductionnelle par ammonium. Une autre preuve pourrait être obtenue par l'étude du transcriptome d’YL3 et YL4. Une première étude sur la production d’ H2 par YL3 et YL4 ont montré qu'ils sont capables d’une beaucoup plus grande production d'hydrogène que JP91 en milieu d'ammonium, qui ouvre la porte pour les études futures avec ces souches en utilisant des déchets contenant de l'ammonium en tant que substrats. Enfin, le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec la bactérie photosynthétique, Rhodopseudomonas palustris CGA009 a été examiné. La production d'éthanol avec fermentation utilisant des ressources renouvelables microbiennes a été traitée comme une technique mature. Cependant, la plupart des études du reformage de l'éthanol à H2 se sont concentrés sur le reformage chimique à la vapeur, ce qui nécessite généralement une haute charge énergetique et résultats dans les émissions de gaz toxiques. Ainsi le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec des bactéries photosynthétiques, qui peuvent capturer la lumière pour répondre aux besoins énergétiques de cette réaction, semble d’être plus prometteuse. Une étude précédente a démontré la production d'hydrogène à partir d'éthanol, toutefois, le rendement ou la durée de cette réaction n'a pas été examiné. Une analyse RSM (méthode de surface de réponse) a été réalisée dans laquelle les concentrations de trois facteurs principaux, l'intensité lumineuse, de l'éthanol et du glutamate ont été variés. Nos résultats ont montré que près de 2 moles de H2 peuvent être obtenus à partir d'une mole d'éthanol, 33% de ce qui est théoriquement possible.

Expanding the Design Space: Forging the Transition from 3D Printing to Additive Manufacturing

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-08

Design and Experimental Investigation of a Hydroxyl Ammonium Nitrate Based Workhorse Microthruster

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-08

Shining a Light on the Dark Side: How the Global Financial Crisis Exposed the Dark Side of Leadership

The global financial crisis has had innumerate outcomes around the globe. Whilst most of these are generally perceived to be negative, there are outcomes which could be considered positive for society. One such outcome is the spotlight that the financial crisis has shone on corruption within organisations and in particular, the role that destructive leaders play in the promotion of negative behaviours within organisations. This interest in identifying so-called ‘dark-side’ traits in leaders is a positive step both academically and practically. Academically, there is a limited research examining individuals with ‘dark-traits’ within organisations (Mahmut, Homewood & Stevenson, 2008). Practically, most leader derailment can be attributed to ‘dark-side’ traits and leaders with such traits are implicated in a host of issues for organisations including poor staff morale and satisfaction, bullying, poor levels of productivity, high staff turnover, unethical behaviour and even white collar crime (e.g. Boddy,2010; 2011; Lesha & Lesha, 2012; O’Boyle, Forsyth, Banks & McDaniel, 2012; Sanecka, 2013). This paper focuses on one of the ‘dark-side’ traits; psychopathy. Psychopathy is a personality disorder characterised by guiltlessness, incapacity to experience love, impulsivity, shallow emotions, superficial charm and an inability to learn from experience (Cleckley, 1941, 1982). Research has found that individuals with high levels of psychopathy can be found working within organisations and experiencing some degree of career success (e.g. Babiak, Neumann & Hare, 2010; Board & Fritzon, 2005; Boddy, 2010; Lilienfeld, Latzman, Watts, Smith & Dutton, 2014). These individuals are theoretically thought to be attracted to careers which offer power, status and monetary rewards. In particular, the finance industry has been suggested as an ideal work place for the organisational psychopath. Some authors go as far as attribute organisational psychopaths a key role in the financial crisis (Boddy, 2011). However, little research has been conducted to explore whether levels of psychopathy in employees differ across industries and what careers might be most attractive to individuals with high levels of psychopathy. This paper presents the results of a large scale survey of 265 alumni of universities in the Central England region of the UK. The survey was conducted to assess the link between levels of three factors of psychopathy (Egotism, Callousness and Antisocialism) with occupation as defined by Holland’s RIASEC model. Participants completed Brinkley, Diamond, Magaletta & Heigel’s (2008) revision of Levenson’s Self-Report Psychopathy Scale and responded to questions regarding their current occupation. Logistic regression analyses were conducted to assess whether levels of Egotism, Callousness and Antisocialism were predictive of occupation. The results showed that when compared to individuals who occupy job roles within the Social sector of Holland’s model, individuals with higher levels of psychopathy were more likely to be employed within Realistic, Investigative, Enterprising and Conventional roles. When comparing Social and Realistic roles, more Egotistical individuals were likely to be employed within Realistic roles. When comparing those employed in Social roles to Investigative, Enterprising and Conventional roles, individuals with higher levels of Antisocialism were more likely to be employed within the latter three occupations than within Social roles. This suggests that individuals with psychopathy do gravitate towards certain career paths. Social roles where job incumbents are required to be caring and interact with others to a large extent appear to be unattractive to individuals with high levels of psychopathy. Social roles are also associated with lower monetary rewards and are generally less prestigious (Henley, 2001). These individuals instead seek out occupations where there are higher levels of risk, power and reward. Roles in the Realistic category include those which include high levels of risk e.g. fighter pilot, fireman etc., (Cohen, Meir, Segal & Amar, 2003). Investigative careers hold the highest level of prestige and ranking. Enterprising roles include management positions where power is wielded over subordinates and sales roles, where customers can be manipulated (ACT, 2009). Conventional roles include those within the finance industry, which include some of the most financially lucrative positive available (Babiak & Hare, 2006). The above suggests that individuals with higher levels of psychopathy may be seeking to satisfy their self-centred natures by selecting careers which provide them with high levels of reward in one way or another. Alternatively, these individuals may select roles where their traits can be accepted. The importance of Antisocialism in predicting occupation may be testament to the importance of finding a career which ‘fits’ such traits. Antisocialism is generally associated with negative outcomes in the workplace (Ettner, MacLean & French, 2010). Therefore, finding environments tolerant of antisocial tendencies may be a priority for individuals with high levels of these traits. The results suggest that Enterprising, Investigative and Conventional work environments may be tolerant of Antisocialism in employees and Realistic environments tolerant of Egotism. Academically, the results show that there is value in studying ‘dark-side’ characteristics in organisations. Individuals with higher levels of psychopathic traits, do not appear to randomly enter employment. Instead, they appear to gravitate to careers which meet their needs and/or tolerate their traits. It is important to further explore what industries and positions are particularly attractive to individuals with higher levels of psychopathy and what makes them attractive to these individuals. Such knowledge is important for practitioners to be able to advise organisations as to the likely level of risk they face of employing organisational psychopaths and to enable organisations which are particularly attractive to highly psychopathic employees to design selection systems which detect undesirable traits in candidates. Furthermore, organisations can examine their culture to assess whether traits such as antisocialism are tolerated (or even rewarded) and what the implications of this are.

Design and Fabrication of Perovskite Micro-Cavity Lasers

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-08

A Study on the liquefaction risk in seismic design of foundations

A fully coupled non-linear effective stress response finite difference (FD) model is built to survey the counter-intuitive recent findings on the reliance of pore water pressure ratio on foundation contact pressure. Two alternative design scenarios for a benchmark problem are explored and contrasted in the light of construction emission rates using the EFFC-DFI methodology. A strain-hardening effective stress plasticity model is adopted to simulate the dynamic loading. A combination of input motions, contact pressure, initial vertical total pressure and distance to foundation centreline are employed, as model variables, to further investigate the control of permanent and variable actions on the residual pore pressure ratio. The model is verified against the Ghosh and Madabhushi high acceleration field test database. The outputs of this work is aimed to improve the current computer-aided seismic foundation design that relies on ground’s packing state and consistency. The results confirm that on seismic excitation of shallow foundations, the likelihood of effective stress loss is greater in deeper depths and across free field. For the benchmark problem, adopting a shallow foundation system instead of piled foundation benefitted in a 75% less emission rate, a marked proportion of which is owed to reduced materials and haulage carbon cost.

The Impact of Light Rail Transit-Oriented Development on Residential Property Value in Seattle, WA

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-06

Large-Scale Controlled-Condition Experiment to Evaluate Light Weight Deflectometers for Modulus Determination and Compaction Quality Assurance of Unbound Pavement Materials

Compaction control using lightweight deflectometers (LWD) is currently being evaluated in several states and countries and fully implemented for pavement construction quality assurance (QA) by a few. Broader implementation has been hampered by the lack of a widely recognized standard for interpreting the load and deflection data obtained during construction QA testing. More specifically, reliable and practical procedures are required for relating these measurements to the fundamental material property—modulus—used in pavement design. This study presents a unique set of data and analyses for three different LWDs on a large-scale controlled-condition experiment. Three 4.5x4.5 m2 test pits were designed and constructed at target moisture and density conditions simulating acceptable and unacceptable construction quality. LWD testing was performed on the constructed layers along with static plate loading testing, conventional nuclear gauge moisture-density testing, and non-nuclear gravimetric and volumetric water content measurements. Additional material was collected for routine and exploratory tests in the laboratory. These included grain size distributions, soil classification, moisture-density relations, resilient modulus testing at optimum and field conditions, and an advanced experiment of LWD testing on top of the Proctor compaction mold. This unique large-scale controlled-condition experiment provides an excellent high quality resource of data that can be used by future researchers to find a rigorous, theoretically sound, and straightforward technique for standardizing LWD determination of modulus and construction QA for unbound pavement materials.

Multiscale morphology design of hybrid halide perovskites through a polymeric template

Hybrid halide perovskites have emerged as promising active constituents of next generation solution processable optoelectronic devices. During their assembling process, perovskite components undergo very complex dynamic equilibria starting in solution and progressing throughout film formation. Finding a methodology to control and affect these equilibria, responsible for the unique morphological diversity observed in perovskite films, constitutes a fundamental step towards a reproducible material processability. Here we propose the exploitation of polymer matrices as cooperative assembling components of novel perovskite CH3NH3PbI3 : polymer composites, in which the control of the chemical interactions in solution allows a predictable tuning of the final film morphology. We reveal that the nature of the interactions between perovskite precursors and polymer functional groups, probed by Nuclear Magnetic Resonance (NMR) spectroscopy and Dynamic Light Scattering (DLS) techniques, allows the control of aggregates in solution whose characteristics are strictly maintained in the solid film, and permits the formation of nanostructures that are inaccessible to conventional perovskite depositions. These results demonstrate how the fundamental chemistry of perovskite precursors in solution has a paramount influence on controlling and monitoring the final morphology of CH3NH3PbI3 (MAPbI3) thin films, foreseeing the possibility of designing perovskite : polymer composites targeting diverse optoelectronic applications.

Mastering heterostructured colloidal nanocrystal properties for light-emitting diodes and solar cells

Solution-grown colloidal nanocrystal (NC) materials represent ideal candidates for optoelectronic devices, due to the flexibility with which they can be synthesized, the ease with which they can be processed for devicefabrication purposes and, foremost, for their excellent and size-dependent tunable optical properties, such as high photoluminescence (PL) quantum yield, color purity, and broad absorption spectra up to the near infrared. The advent of surfactant-assisted synthesis of thermodynamically stable colloidal solutions of NCs has led to peerless results in terms of uniform size distribution, composition, rational shape-design and the possibility of building heterostructured NCs (HNCs) comprising two or more different materials joined together. By tailoring the composition, shape and size of each component, HNCs with gradually higher levels of complexity have been conceived and realized, which are endowed with outstanding characteristics and optoelectronic properties. In this review, we discuss recent advances in the design of HNCs for efficient light-emitting diodes (LEDs) and photovoltaic (PV) solar cell devices. In particular, we will focus on the materials required to obtain superior optoelectronic quality and efficient devices, as well as their preparation and processing potential and limitations

Exploiting Collective Effects to Direct Light Absorption in Natural and Artificial Light-harvesters

Photosynthesis –the conversion of sunlight to chemical energy –is fundamental for supporting life on our planet. Despite its importance, the physical principles that underpin the primary steps of photosynthesis, from photon absorption to electronic charge separation, remain to be understood in full. Electronic coherence within tightly-packed light-harvesting (LH) units or within individual reaction centers (RCs) has been recognized as an important ingredient for a complete understanding of the excitation energy transfer (EET) dynamics. However, the electronic coherence across units –RC and LH or LH and LH –has been consistently neglected as it does not play a significant role during these relatively slow transfer processes. Here, we turn our attention to the absorption process, which, as we will show, has a much shorter built-in timescale. We demonstrate that the- often overlooked- spatially extended but short-lived excitonic delocalization plays a relevant role in general photosynthetic systems. Most strikingly, we find that absorption intensity is, quite generally, redistributed from LH units to the RC, increasing the number of excitations which can effect charge separation without further transfer steps. A biomemetic nano-system is proposed which is predicted to funnel excitation to the RC-analogue, and hence is the first step towards exploiting these new design principles for efficient artificial light-harvesting.

Improving photofermentative hydrogen production through metabolic engineering and DOE (Design of Experiments)

A l’heure actuelle, les biocarburants renouvelables et qui ne nuit pas à l'environnement sont à l'étude intensive en raison de l'augmentation des problèmes de santé et de la diminution des combustibles fossiles. H2 est l'un des candidats les plus prometteurs en raison de ses caractéristiques uniques, telles que la densité d'énergie élevée et la génération faible ou inexistante de polluants. Une façon attrayante pour produire la H2 est par les bactéries photosynthétiques qui peuvent capter l'énergie lumineuse pour actionner la production H2 avec leur système de nitrogénase. L'objectif principal de cette étude était d'améliorer le rendement de H2 des bactéries photosynthétiques pourpres non sulfureuses utilisant une combinaison de génie métabolique et le plan des expériences. Une hypothèse est que le rendement en H2 pourrait être améliorée par la redirection de flux de cycle du Calvin-Benson-Bassham envers du système de nitrogénase qui catalyse la réduction des protons en H2. Ainsi, un PRK, phosphoribulose kinase, mutant « knock-out » de Rhodobacter capsulatus JP91 a été créé. L’analyse de la croissance sur des différentes sources de carbone a montré que ce mutant ne peut croître qu’avec l’acétate, sans toutefois produire d' H2. Un mutant spontané, YL1, a été récupéré qui a retenu l'cbbP (codant pour PRK) mutation d'origine, mais qui avait acquis la capacité de se développer sur le glucose et produire H2. Une étude de la production H2 sous différents niveaux d'éclairage a montré que le rendement d’YL1 était de 20-40% supérieure à la souche type sauvage JP91. Cependant, il n'y avait pas d'amélioration notable du taux de production de H2. Une étude cinétique a montré que la croissance et la production d'hydrogène sont fortement liées avec des électrons à partir du glucose principalement dirigés vers la production de H2 et la formation de la biomasse. Sous des intensités lumineuses faibles à intermédiaires, la production d'acides organiques est importante, ce qui suggère une nouvelle amélioration additionnel du rendement H2 pourrait être possible grâce à l'optimisation des processus. Dans une série d'expériences associées, un autre mutant spontané, YL2, qui a un phénotype similaire à YL1, a été testé pour la croissance dans un milieu contenant de l'ammonium. Les résultats ont montré que YL2 ne peut croître que avec de l'acétate comme source de carbone, encore une fois, sans produire de H2. Une incubation prolongée dans les milieux qui ne supportent pas la croissance de YL2 a permis l'isolement de deux mutants spontanés secondaires intéressants, YL3 et YL4. L'analyse par empreint du pied Western a montré que les deux souches ont, dans une gamme de concentrations d'ammonium, l'expression constitutive de la nitrogénase. Les génomes d’YL2, YL3 et YL4 ont été séquencés afin de trouver les mutations responsables de ce phénomène. Fait intéressant, les mutations de nifA1 et nifA2 ont été trouvés dans les deux YL3 et YL4. Il est probable qu'un changement conformationnel de NifA modifie l'interaction protéine-protéine entre NifA et PII protéines (telles que GlnB ou GlnK), lui permettant d'échapper à la régulation par l'ammonium, et donc d'être capable d'activer la transcription de la nitrogénase en présence d'ammonium. On ignore comment le nitrogénase synthétisé est capable de maintenir son activité parce qu’en théorie, il devrait également être soumis à une régulation post-traductionnelle par ammonium. Une autre preuve pourrait être obtenue par l'étude du transcriptome d’YL3 et YL4. Une première étude sur la production d’ H2 par YL3 et YL4 ont montré qu'ils sont capables d’une beaucoup plus grande production d'hydrogène que JP91 en milieu d'ammonium, qui ouvre la porte pour les études futures avec ces souches en utilisant des déchets contenant de l'ammonium en tant que substrats. Enfin, le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec la bactérie photosynthétique, Rhodopseudomonas palustris CGA009 a été examiné. La production d'éthanol avec fermentation utilisant des ressources renouvelables microbiennes a été traitée comme une technique mature. Cependant, la plupart des études du reformage de l'éthanol à H2 se sont concentrés sur le reformage chimique à la vapeur, ce qui nécessite généralement une haute charge énergetique et résultats dans les émissions de gaz toxiques. Ainsi le reformage biologique de l'éthanol à H2 avec des bactéries photosynthétiques, qui peuvent capturer la lumière pour répondre aux besoins énergétiques de cette réaction, semble d’être plus prometteuse. Une étude précédente a démontré la production d'hydrogène à partir d'éthanol, toutefois, le rendement ou la durée de cette réaction n'a pas été examiné. Une analyse RSM (méthode de surface de réponse) a été réalisée dans laquelle les concentrations de trois facteurs principaux, l'intensité lumineuse, de l'éthanol et du glutamate ont été variés. Nos résultats ont montré que près de 2 moles de H2 peuvent être obtenus à partir d'une mole d'éthanol, 33% de ce qui est théoriquement possible.

An Ecological Analysis of the Potential for Moss-Based Green Roof Design

Green roofs are a maturing application of best management practices for controlling urban stormwater runoff. The majority of green roofs are planted with drought resistant, higher plant species, such as the genus Sedum. However, other plant varieties, such as mosses, may be equally applicable. Residential roofs and natural terrestrial communities were sampled in both Maryland and Tennessee to determine moss community structure and species water composition. This served as a natural analog for potential green roof moss communities. During sampling, 21 species of moss were identified throughout the 37 total sites. The average percent moss cover and water composition across all roof sites was 40.7% and 38.6%, respectively and across all natural sites, 76.7% and 47.7%, respectively. Additional maximum water holding capacity procedures were completed on sedum and 19 of the 21 sampled moss species to assess their individual potential for stormwater absorption. Sedum species on average held 166% of their biomass in water, while moss species held 732%. The results of this study are used as a basis to propose moss species that will improve green roof performance.