Evidence of the anomalous charge state 57Fe4+ in the nuclear decay of 57Co3+

The first observation of the elusive Fe4+ charge state coming from the nuclear decay of 57Co3+ has been found in the Mössbauer emission spectra of 57Co:La2Li0.5Co0.5O4. A Ti-doped sample was prepared in order to show that the Fe4+ fraction can be conveniently monitored. Both results were predicted on the basis of the electronic energy-band scheme of these oxides.

Vortex state and effect of anisotropy in sub-100 nm magnetic nanodots

Magnetic properties of Fe nanodots are simulated using a scaling technique and Monte Carlo method, in good agreement with experimental results. For the 20-nm-thick dots with diameters larger than 60¿nm, the magnetization reversal via vortex state is observed. The role of magnetic interaction between dots in arrays in the reversal process is studied as a function of nanometric center-to-center distance. When this distance is more than twice the dot diameter, the interaction can be neglected and the magnetic properties of the entire array are determined by the magnetic configuration of the individual dots. The effect of crystalline anisotropy on the vortex state is investigated. For arrays of noninteracting dots, the anisotropy strongly affects the vortex nucleation field and coercivity, and only slightly affects the vortex annihilation field

Investigation ofsolid - state cooler based on electrocaloric effect

Electrocaloric cooling based on ability of material to change temperature by applying an electric field under adiabatic conditions is relatively new and challenging direction of ferroelectrics research. In this work we report about analytical, simulation and experimental data for BaSrTiO3 thin film and bulk ceramic samples. Detailed discussion of a theoretical base of the electrocaloric effect is included. Demonstrated experimental and computational results exemplify rational approach to a problem of solid-state cooler construction.

Inclusion complex of the antiviral drug acyclovir with cyclodextrin in aqueous solution and in solid phase

Complexation between acyclovir (ACV), an antiviral drug used for the treatment of herpes simplex virus infection, and beta-cyclodextrin (beta-CD) was studied in solution and in solid states. Complexation in solution was evaluated using solubility studies and nuclear magnetic resonance spectroscopy (¹H-NMR). In the solid state, X-ray diffraction, differential scanning calorimetry (DSC), thermal gravimetric analysis (TGA) and dissolution studies were used. Solubility studies suggested the existence of a 1:1 complex between ACV and beta-CD. ¹H-NMR spectroscopy studies showed that the complex formed occurs with a stoichiometry ratio of 1:1. Powder X-ray diffraction indicated that ACV exists in a semicrystalline state in the complexed form with beta-CD. DSC studies showed the existence of a complex of ACV with beta-CD. The TGA studies confirmed the DSC results of the complex. Solubility of ACV in solid complexes was studied by the dissolution method and it was found to be much more soluble than the uncomplexed drug.

Synthesis, characterization and thermal studies on solid 3-methoxybenzoate of some bivalent transition metal ions

Solid-state M-3-MeO-Bz compounds, where M stands for bivalent Mn, Co, Ni, Cu and Zn and 3-MeO-Bz is 3-methoxybenzoate, have been synthesized. Simultaneous thermogravimetry and differential thermal analysis (TG-DTA), differential scanning calorimetry (DSC), X-ray powder diffractometry, infrared spectroscopy, and chemical analysis were used to characterize and to study the thermal behaviour of these compounds. The results led to information about the composition, dehydration, thermal stability and thermal decomposition of the isolated compounds.

Synthesis, characterization and thermal behaviour on solid pyruvates of light trivalent lanthanides

Solid State Ln-L compounds, where Ln stands for light trivalent lanthanides (La - Gd) and L is pyruvate, have been synthesized. Thermogravimetry and derivative thermogravimetry (TG/DTG), differential scanning calorimetry (DSC), X-Ray powder diffractometry, infrared spectroscopy, elemental analysis, and complexometry were used to characterize and to study the thermal behaviour of these compounds. The results led to information about the composition, dehydration, ligand denticity, thermal behaviour and thermal decomposition of the isolated compounds.

Synthesis, characterization and thermal behaviour on solid pyruvates of some bivalent metal ions

Solid state M-L compounds, were M stands for bivalent Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn and L is pyruvate, have been synthesized. Thermogravimetry and derivative thermogravimetry (TG/DTG), differential scanning calorimetry (DSC), X-Ray powder diffractometry, infrared spectroscopy, elemental analysis, and complexometry were used to characterize and to study the thermal behaviour of these compounds. The results led to information about the composition, dehydration, ligand denticity, and thermal decomposition of the isolated compounds.

Synthesis, characterization and thermal behaviour of solid 2-methoxycinnamylidenepyruvate of some bivalent metal ions in CO2 and N2 atmospheres

Solid State M-2-MeO-CP compounds, where M stands for bivalent metals (Mn, Fe, Co, Ni, Cu and Zn) and 2-MeO-CP is 2-methoxycinnamylidenepyruvate, were synthesized. Simultaneous thermogravimetry and differential thermal analysis (TG-DTA), differential scanning calorimetry (DSC), elemental analysis and complexometry were used to establish the stoichiometry and to study the thermal behaviour of these compounds in CO2 and N2 atmospheres. The results were consistent with the general formula: M(L)2∙H2O. In both atmospheres (CO2, N2) the thermal decomposition occurs in consecutive steps which are characteristic of each compound. For CO2 atmosphere the final residues were: Mn3O4, Fe3O4, Co3O4, NiO, Cu2O and ZnO, while under N2 atmosphere the thermal decomposition is still observed at 1000 º C.

Characterization, physicochemical stability, and evaluation of in vitro digestibility of solid lipid microparticles produced with palm kernel oil and tristearin

Solid lipid particles have been investigated by food researchers due to their ability to enhance the incorporation and bioavailability of lipophilic bioactives in aqueous formulations. The objectives of this study were to evaluate the physicochemical stability and digestibility of lipid microparticles produced with tristearin and palm kernel oil. The motivation for conducting this study was the fact that mixing lipids can prevent the expulsion of the bioactive from the lipid core and enhance the digestibility of lipid structures. The lipid microparticles containing different palm kernel oil contents were stable after 60 days of storage according to the particle size and zeta potential data. Their calorimetric behavior indicated that they were composed of a very heterogeneous lipid matrix. Lipid microparticles were stable under various conditions of ionic strength, sugar concentration, temperature, and pH. Digestibility assays indicated no differences in the release of free fatty acids, which was approximately 30% in all analises. The in vitro digestibility tests showed that the amount of palm kernel in the particles did not affect the percentage of lipolysis, probably due to the high amount of surfactants used and/or the solid state of the microparticles.

La cristallisation de quatre poly(1,3-dioxolannes) de masses molaires différentes

Le poly(1,3-dioxolanne) (PDOL) est un polymère semi-cristallin présentant à l’état solide quatre morphologies différentes (Phases I, IIa, IIb et III). Les transformations d'une phase à l'autre ont été suivies par microscopie optique polarisée (MOP) et microscopie à force atomique (AFM) en fonction de la température de cristallisation et de la masse molaire. La Phase I présente une morphologie sphérolitique tandis que la Phase IIa peut croître à partir de la Phase I ou spontanément. De façon inattendue, la Phase IIa, devient très biréfringente et cette nouvelle morphologie est appelée Phase IIb. Quand la transformation IIa-IIb est terminée, une nouvelle phase, la Phase III, croît à partir de la Phase IIb. La Phase III n'a jamais été observée sans la présence de Phase IIb; en outre, la Phase IIb remplace toujours la Phase IIa. Ce phénomène est appelé germination croisée. La mesure de la température de fusion des phases par MOP a permis d’établir leur stabilité relative: IIb > III >IIa. La vitesse de croissance (G) des sphérolites a été mesurée sur une plage de températures de 10,0 à 24,0 °C et montre une grande dépendance avec la masse molaire. Ces mesures ont révélé l’existence d’une masse molaire critique, autour de 5000 g.mol-1, en-dessous de laquelle nous avons observé GIIa > GIII et au-dessus de laquelle la relation est inversée avec GIII > GIIa. Finalement, nous avons exploré l’influence de l’ajout d’un deuxième polymère amorphe sur l’évolution des phases optiques dans des mélanges PDOL-PMMA, PDOL-PVC et PDOL-PVAc. Nous avons observé les mêmes transitions de phases que pour le PDOL pur et un certain degré de compatibilité dans le cas du PDOL-PMMA et du PDOL-PVC.

Modélisation de détecteurs à base de semiconducteurs pour la spectroscopie et l'imagerie des rayons-[y] ?

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Préparation, étude de l’orientation et caractérisation physico-chimique de films polymères comportant des fluorophores

Les propriétés intrinsèques, photophysiques, électrochimiques et cristallographiques des molécules fluorescentes 4,4'-bis(2-benzoxazolyle)stilbène (BBS) et 2,5-bis(5-tert-butyl-2-benzoxazolyle)thiophène (BBT) ont été étudiées en solution et dans les polymères semi-cristallins : poly(butylène succinate) (PBS) et polylactide (PLA). Les deux fluorophores sont caractérisés par de hauts rendements quantiques absolus de fluorescence. Toutefois, une désactivation de la fluorescence peut se produire par croisement intersystème vers l'état triplet pour le BBT, et par photoisomérisation trans-cis pour le BBS. La cinétique de ce dernier processus dépend de la concentration, résultant en un pur isomère cis photo-induit à faibles concentrations, qui est accompagné à des concentrations élevées par l'apparition d'un composé acide après photo-clivage suivi d'une oxydation. Cette étude a révélé des changements spectroscopiques prononcés suite à l’augmentation de la concentration des fluorophores, en particulier à l'état solide, spécifiques à l'agrégation des molécules à l'état fondamental pour le BBT et à la formation d’excimères pour le BBS, permettant ainsi de corréler les propriétés fluorescentes avec les caractéristiques du monocristal pour chaque fluorophore. En outre, le passage d’une dispersion moléculaire à une séparation de phases dans le cas du BBS est accompagné d'un changement de couleur du bleu au vert, qui est sensible à la déformation, à la température et au temps, affectant les rendements quantiques absolus de fluorescence et fournissant une large opportunité à la création d'une grande variété de polymères intelligents indicateurs capables d'auto-évaluation. D’autre part, la solubilité élevée du BBT dans les solvants courants, combinée à ses propriétés optoélectroniques élevées, en font un candidat en tant que référence universelle de fluorescence et matériau intelligent à la fois pour les études de polymères et en solution. Similairement aux mélanges comprenant des polymères miscibles, l'orientation du PBS augmente après ajout d'une molécule fluorescente, dont les monomères ont tendance à être orientés dans des films étirés, contrairement aux excimères ou agrégats.

Préparations de docosanol nanoformulées pour usage topique

La réduction de la taille des particules jusqu’à l’obtention de nanocristaux est l’une des approches utilisées afin d’améliorer la pénétration cutanée des médicaments à usage topique. Nous proposons que la fabrication d’une formulation semi solide (hydrogel) à base de nanosuspension de docosanol, aboutira à une diffusion du principe actif supérieure à celle du produit commercial Abreva®, à travers des membranes synthétiques de polycarbonates. Le broyage humide est la technique proposée pour la production des nanoparticules de docosanol. Nous proposons aussi la préparation d’une formulation semi-solide (hydrogel) à usage topique à partir de la nanosuspension de docosanol. La nanosuspension de docosanol est obtenue par dispersion du docosanol en solution aqueuse en présence du polymère stabilisant hydroxypropylcellulose (HPC) et du surfactant laurylsulfate de sodium (SDS) suivi d’un broyage humide à faible ou à haute énergie. L’hydrogel de docosanol nanoformulé est préparé à l’aide de la nanosuspension de docosanol qui subit une gélification par le carbopol Ultrez 21 sous agitation mécanique suivie d’une neutralisation au triéthanolamine TEA. La taille des particules de la nanosuspension et de l’hydrogel a été déterminée par diffusion dynamique de la lumière (DLS). Une méthode analytique de chromatographie liquide à haute performance (HPLC) munie d’un détecteur évaporatif (ELSD) a été développée et validée pour évaluer la teneur de docosanol dans les préparations liquides, dans les différentes nanosuspensions et dans les hydrogels de docosanol. L’état de cristallinité des nanocristaux dans la nanosuspension et dans l’hydrogel a été étudié par calorimétrie différentielle à balayage. La morphologie de la nanosuspension et de l’hydrogel de docosanol a été examinée par microscopie électronique à balayage (MEB). Les propriétés rhéologiques et de stabilité physique à différentes températures ont été aussi étudiées pour la formulation semi-solide (hydrogel). De même, la libération in vitro du docosanol contenu dans l’hydrogel et dans le produit commercial Abreva® a été étudiée à travers deux membranes de polycarbonates de taille de pores 400 et 800 nm. Dans le cas de nanosuspensions, des cristaux de docosanol de taille nanométrique ont été produits avec succès par broyage humide. Les nanoparticules de tailles variant de 197 nm à 312 nm ont été produites pour des pourcentages différents en docosanol, en polymère HPC et en surfactant SDS. Après lyophilisation, une augmentation de la taille dépendant de la composition de la formulation a été observée tout en restant dans la gamme nanométrique pour la totalité presque des formulations étudiées. Dans le cas des hydrogels examinés, la taille moyenne des particules de docosanol est maintenue dans la gamme nanométrique avant et après lyophilisation. L’analyse thermique des mélanges physiques, des nanosuspensions et des hydrogels de docosanol a révélé la conservation de l’état de cristallinité des nanocristaux de docosanol après broyage et aussi après gélification. L’examen par microscopie électronique à balayage (MEB) a montré que la nanosuspension et l’hydrogel ont tous deux une morphologie régulière et les nanoparticules ont une forme sphérique. De plus les nanoparticules de la nanosuspension ont presque la même taille inférieure à 300 nm en accord avec le résultat obtenu par diffusion dynamique de la lumière (DLS). Les nanoparticules de l’hydrogel ont une légère augmentation de taille par rapport à celle de la nanosuspension, ce qui est en accord avec les mesures de DLS. D’après les mesures rhéologiques, l’hydrogel de docosanol a un comportement pseudoplastique et un faible degré de thixotropie. L’étude de stabilité physique a montré que les formulations d’hydrogel sont stables à basse température (5°C) et à température ambiante (21°C) pendant une période d’incubation de 13 semaines et instable au-delà de 30°C après deux semaines. La méthode HPLC-ELSD a révélé des teneurs en docosanol comprises entre 90% et 110% dans le cas des nanosuspensions et aux alentours de 100% dans le cas de l’hydrogel. L’essai de diffusion in vitro a montré qu’il y a diffusion de docosanol de l’hydrogel à travers les membranes de polycarbonates, qui est plus marquée pour celle de pore 800 nm, tandis que celui du produit commercial Abreva® ne diffuse pas. Le broyage humide est une technique bien adaptée pour la préparation des nanosuspensions docosanol. Ces nanosuspensions peuvent être utilisée comme base pour la préparation de l’hydrogel de docosanol nanoformulé.

Short Communication: Polystyrene-an inert carrier for L·glutaminase production by marine Vibrio costico/a under selld-state fermentation

Polystyrene beads, impregnated with mineral salts/glutamine medium as inert support, were used to produce L-glutaminase from Vibrio costicola by solid-state fermentation. Maximum enzyme yield, 88 U/g substrate, was after 36 h. Glucose at 10 g/kg enhanced the enzyme yield by 66%. The support system allowed glutaminase to be recovered with higher specific activity and lower viscosity than when a wheat-bran system was used

Kinetic multi-layer model of aerosol surface and bulk chemistry (KM-SUB): the influence of interfacial transport and bulk diffusion on the oxidation of oleic acid by ozone

We present a novel kinetic multi-layer model that explicitly resolves mass transport and chemical reaction at the surface and in the bulk of aerosol particles (KM-SUB). The model is based on the PRA framework of gas-particle interactions (Poschl-Rudich-Ammann, 2007), and it includes reversible adsorption, surface reactions and surface-bulk exchange as well as bulk diffusion and reaction. Unlike earlier models, KM-SUB does not require simplifying assumptions about steady-state conditions and radial mixing. The temporal evolution and concentration profiles of volatile and non-volatile species at the gas-particle interface and in the particle bulk can be modeled along with surface concentrations and gas uptake coefficients. In this study we explore and exemplify the effects of bulk diffusion on the rate of reactive gas uptake for a simple reference system, the ozonolysis of oleic acid particles, in comparison to experimental data and earlier model studies. We demonstrate how KM-SUB can be used to interpret and analyze experimental data from laboratory studies, and how the results can be extrapolated to atmospheric conditions. In particular, we show how interfacial and bulk transport, i.e., surface accommodation, bulk accommodation and bulk diffusion, influence the kinetics of the chemical reaction. Sensitivity studies suggest that in fine air particulate matter oleic acid and compounds with similar reactivity against ozone (carbon-carbon double bonds) can reach chemical lifetimes of many hours only if they are embedded in a (semi-)solid matrix with very low diffusion coefficients (< 10(-10) cm(2) s(-1)). Depending on the complexity of the investigated system, unlimited numbers of volatile and non-volatile species and chemical reactions can be flexibly added and treated with KM-SUB. We propose and intend to pursue the application of KM-SUB as a basis for the development of a detailed master mechanism of aerosol chemistry as well as for the derivation of simplified but realistic parameterizations for large-scale atmospheric and climate models.