Wet chemistry synthesis towards nanostructures of thermoelectric antimonides

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Synthese von nanostrukturierten Antimoniden, wobei die folgenden beiden Themen bearbeitet wurden: rnAus chemischer Sicht wurden neue Synthesewege entwickelt, um Nanopartikel der Verbindungen in den binären Systemen Zn-Sb und Fe-Sb herzustellen (Zn4Sb3, ZnSb, FeSb2, Fe1+xSb). Anders als in konventionellen Festkörperreaktionen, die auf die Synthese von Bulk-Materialien oder Einkristallen zielen, muss die Synthese von Nanopartikeln Agglomerate und Ostwald-Wachstum vermeiden. Daher benötigen annehmbare Reaktionszeiten und vergleichsweise tiefe Reaktionstemperaturen kurze Diffusionswege und tiefe Aktivierungsbarrieren. Demzufolge bedient sich die Synthese der Reaktion von Antimon-Nanopartikeln und geeigneten molekularen oder nanopartikulären Edukten der entsprechenden Übergangsmetalle. Zusätzlich wurden anisotrope ZnSb Strukturen synthetisiert, indem eine Templat-Synthese mit Hilfe von anodisierten Aluminiumoxid- oder Polycarbonat-Membranen angewandt wurde. rnDie erhaltenen Produkte wurden hauptsächlich durch Röntgen-Diffraktion und Elektronenmikroskopie untersucht. Die Auswertung der Pulver Röntgendiffraktions-Daten stellte eine Herausforderung dar, da die Nanostrukturierung und die Anwesenheit von mehreren Phasen zu verbreiterten und überlagernden Reflexen führen. Zusätzliche Fe-Mößbauer Messungen wurden im Falle der Fe-Sb Produkte vorgenommen, um detailliertere Informationen über die genaue Zusammensetzung zu erhalten. Die erstmals hergestellte Phase Zn1+xSb wurde einer detaillierten Kristallstrukturanalyse unterzogen, die mit Hilfe einer neuen Diffraktionsmethode, der automatisierten Elektronen Diffraktions Tomographie, durchgeführt wurde.rnrnAus physikalischer Sicht sind Zn4Sb3, ZnSb und FeSb2 interessante thermoelektrische Materialien, die aufgrund ihrer Fähigkeit thermische in elektrische Energie umzuwandeln, großes Interesse geweckt haben. Nanostrukturierte thermoelektrische Materialien zeigen dabei eine höhere Umwandlungseffizienz zu erhöhen, da deren thermische Leitfähigkeit herabgesetzt ist. Da thermoelektrische Bauteile aus dichten Bulk-Materialien gefertigt werden, spielte die Verfestigung der synthetisierten nanopartikulären Pulver eine große Rolle. Die als „Spark Plasma Sintering“ bezeichnete Methode wurde eingesetzt, um die Proben zu pressen. Dies ermöglicht schnelles Heizen und Abkühlen der Probe und kann so das bei klassischen Heißpress-Methoden unvermeidliche Kristallitwachstum verringern. Die optimalen Bedingungen für das Spark Plasma Sintern zu finden, ist Inhalt von bestehender und weiterführender Forschung. rnEin Problem stellt die Stabilität der Proben während des Sinterns dar. Trotz des schnellen Pressens wurde eine teilweise Zersetzung im Falle des Zn1+xSb beobachtet, wie mit Hilfe von Synchrotrondiffraktionsuntersuchungen aufgedeckt wurde. Morphologie und Dichte der verschiedenen verfestigten Materialien wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie und Lasermikroskopie bestimmt. Die Gitterdynamik wurde mit Hilfe von Wärmekapazitätsmessungen- und inelastischer Kern-Streuung untersucht. Die Wärmeleitfähigkeit der nanostrukturierten Materialien ist im Vergleich zu den Festkörpern ist drastisch reduziert - im Falle des FeSb2 um mehr als zwei Größenordnungen. Abhängig von der Zusammensetzung und mechanischen Härte wurden für einen Teil der verfestigten Nanomaterialien die thermoelektrische Eigenschaften, wie Seebeck Koeffizient, elektrische und Wärmeleitfähigkeit, gemessen.rn

Microwave-assisted wet chemical (MAWC) synthesis of lithium iron phosphate

LiFePO4 is a Co-free battery material. Its advantages of low cost, non-toxic and flat discharge plateau show promising for vehicle propulsion applications. A major problem associated with this material is its low electrical conductivity. Use of nanosized LiFePO4 coated with carbon is considered a solution because the nanosized particles have much shorter path for L+ ions to travel from the LiFePO4 crystal lattice to electrolytes. As other nano material powders, however, nano LiFePO4 could have processing and health issues. In order to achieve high electrical conductivity while maintaining a satisfactory manufacturability, the particles should possess both of the nano- and the microcharacteristics correspondingly. These two contradictory requirements could only be fulfilled if the LiFePO4 powders have a hierarchical structure: micron-sized parent particles assembled by nanosized crystallites with appropriate electrolyte communication channels. This study addressed the issue by study of the formation and development mechanisms of the LiFePO4 crystallites and their microstructures. Microwaveassisted wet chemical (MAWC) synthesis approach was employed in order to facilitate the evolvement of the nanostructures. The results reveal that the LiFePO4 crystallites were directly nucleated from amorphous precursors by competition against other low temperature phases, Li3PO4 and Fe3(PO4)2•8H2O. Growth of the crystalline LiFePO4 particles went through oriented attachment first, followed by revised Ostwald ripening and then recrystallization. While recrystallization played the role in growth of well crystallized particles, oriented attachment and revised Ostwald ripening were responsible for formation of the straight edge and plate-like shaped LiFePO4 particles comprised of nanoscale substructure. Oriented attachment and revised Ostwald ripening seemed to be also responsible for clustering the plate-like LiFePO4 particles into a high-level aggregated structure. The finding from this study indicates a hope for obtaining the hierarchical structure of LiFePO4 particles that could exhibit the both micro- and nano- scale characteristics. Future study is proposed to further advance the understanding of the structural development mechanisms, so that they can be manipulated for new LiFePO4 structures ideal for battery application.

Effects of Ethylene on Secondary Xylem Formation in Arabidopsis thaliana

Ethylene has myriad roles as a plant hormone, ranging from senescence and defending against pathogen attacks to fruit ripening and interactions with other hormones. It has been shown to increase cambial activity in poplar, but the effect on wood formation in Arabidopsis hypocotyl has not previously been studied. The Auxin-Regulated Gene involved in Organ Size (ARGOS), which increases organ size by lengthening the time for cell division, was found to be upregulated by ethylene. We tested the effect of ethylene treatment at 10 and 100 µM ACC on three genotypes of Arabidopsis, Col0 (wild-type), an ARGOS deficient mutant (argos), and ein3-1, an ethylene insensitive mutant. ARGOS expression analysis with qPCR indicated that ACC does induce ARGOS and ARGOS-LIKE (ARL) in the hypocotyl. As seen in poplar, ethylene also decreases stem elongation.Histochemical staining, showed that ethylene changes the way secondary xylem lignifies, causing gaps in lignification around the outer edge of secondary xylem. Our results also implied that ethylene treatment changes the proportion of secondary to total xylem, resulting in less secondary, whereas in poplar, ethylene treatment caused an increase.

Das radikale Milieu im vorrevolutionären Russland

This article traces the networks in the Russian revolutionary underground from the 1860s untill 1917 and subsumes them under the term radical milieu. Though there existed ideological differences all Russian radicals shared a common identity as „anti-society“ against the tsarist regime. In the radical milieu with its own values the participants tried to create their own reality, where all members regardless of their social origin or sex were seen as equal. The radical milieu was backed by a sphere of sympathisers that constituted the main source of material support and the main recruiting field. But the radicals were very careful when selecting new members for their underground world. Applicants had to fulfil defined criteria. The radical milieu in Russia was in a permanent danger to be infiltrated by the secret police. This situation between fear and hope was the background where ideas of solidarity but also visions of violence and revenge against the “traitors” were ripening and then became realised.

Sugar concentration influences decision making in <i>Apis mellifera</i> L. workers during early-stage honey storage behaviour

Decision making in honeybees is based on in- formation which is acquired and processed in order to make choices between two or more al- ternatives. These choices lead to the expression of optimal behaviour strategies such as floral constancy. Optimal foraging strategies such as floral constancy improve a colony’s chances of survival, however to our knowledge, there has been no research on decision making based on optimal storage strategies. Here we show, using diagnostic radioentomology, that decision mak- ing in storer bees is influenced by nectar sugar concentrations and that, within 48 hours of col- lection, honeybees workers store carbohydrates in groups of cells with similar sugar concentra- tions in a nonrandom way. This behaviour, as evidenced by patchy spatial cell distributions, would help to hasten the ripening process by reducing the distance between cells of similar sugar concentrations. Thus, colonies which ex- hibit optimal storage strategies such as these would have an evolutionary advantage and im- prove colony survival expectations over less efficient colonies and it should be plausible to select colonies that exhibit these preferred traits.

Proceedings of the Twenty-First Annual Biochemical Engineering Symposium

The 21st Annual Biochemical Engineering Symposium was held at Colorado State University on April 20, 1991. The primary goals of this symposium series are to provide an opportunity for students to present and publish their research work and to promote informal discussions on biochemical engineering research. Contents High Density Fed-Batch Cultivation and Energy Metabolism of Bacillus thuringtensis; W.-M. Liu, V. Bihari, M. Starzak, and R.K. Bajpai Influences of Medium Composition and Cultivation Conditions on Recombinant Protein Production by Bacillus subtilis; K. Park, P.M. Linzmaier, and K.F. Reardon Characterization of a Foreign Gene Expression in a Recombinant T7 Expression System Infected with λ Phages; F. Miao and D.S. Kompala Simulation of an Enzymatic Membrane System with Forced Periodic Supply of Substrate; N. Nakaiwa, M. Yashima, L.T. Fan, and T. Ohmori Batch Extraction of Dilut Acids in a Hollow Fiber Module; D.G. O'Brien and C.E. Glatz Evaluation of a New Electrophoretic Device for Protein Purification; M.-J. Juang and R.G. Harrison Crossflow Microfiltration and Membrane Fouling for Yeast Cell Suspension; S. Redkar and R. Davis Interaction of MBP-β-Galactosidase Fusion Protein with Starch; L. Taladriz and Z. Nikolov Predicting the Solubility of Recombinant Proteins in Escherichia coli; D.L. Wilkinson and R.G. Harrison Evolution of a Phase-Separated, Gravity-Independent Bioractor; P.E. Villeneuve and E.H. Dunlop A Strategy for the Decontamination of Soils Containing Elevated Levels of PCP; S. Ghoshal, S. K. Banelji, and RK. Bajpai Practical Considerations for Implementation of a Field Scale In-Situ Bioremediation Project; J.P. McDonald, CA Baldwin, and L.E. Erickson Parametric Sensitivity Studies of Rhizopus oligosporus Solid Substrate Fermentation; J. Sargantanis, M.N. Karim, and V.G. Murphy, and RP. Tengerdy Production of Acetyl-Xylan Esterase from Aspergillus niger; M.R Samara and J.C. Linden Biological and Latex Particle Partitioning in Aqueous Two-Phase Systems; D.T.L. Hawker, RH. Davis, P.W. Todd, and R Lawson Novel Bioreactor /Separator for Microbial Desulfurization of Coal; H. Gecol, RH. Davis, and J .R Mattoon Effect of Plants and Trees on the Fate, Transport and Biodegradation of Contaminants in the Soil and Ground Water; W. Huang, E. Lee, J.F. Shimp, L.C. Davis, L.E. Erickson, and J.C. Tracy Sound Production by Interfacial Effects in Airlift Reactors; J. Hua, T.-Y. Yiin, LA Glasgow, and L.E. Erickson Soy Yogurt Fermentation of Rapid Hydration Hydrothermal Cooked Soy Milk; P. Tuitemwong, L.E. Erickson, and D.Y.C. Fung Influence of Carbon Source on Pentachlorophenol Degradation by Phanerochaete chrysosportum in Soil; C.-Y.M. Hsieh, RK. Bajpai, and S.K. Banerji Cellular Responses of Insect Cells Spodopiera frugiperda -9 to Hydrodynamic Stresses; P.L.-H. Yeh and RK. Bajpa1 A Mathematical Model for Ripening of Cheddar Cheese; J. Kim, M. Starzak, G.W. Preckshoi, and R.K. Bajpai

La época de raleo como factor de rentabilidad en duraznos conserveros de maduración temprana

Del total de la superficie implantada con duraznos conserveros en la provincia de Mendoza, el 27% corresponde a cultivares de maduración temprana, en los que el raleo de frutos es un factor crítico de manejo. Para determinar la incidencia de diferentes épocas de raleo sobre la rentabilidad del cultivo se realizó un ensayo en un monte comercial de durazneros cvs. Fortuna y Carson. Se utilizaron árboles injertados sobre portainjerto Nemaguard, conducidos en vaso tipo californiano e implantados a 6 m entre hileras y a 5 m entre plantas, que fueron raleados en tres épocas diferentes: a los 40 días después de plena floración, en inicio de endurecimiento de carozo y 10 días después, en la fecha de referencia. Se realizaron evaluaciones de producción por planta y calidad de frutos. También se determinó el valor de la producción y la relación entre éste y las distintas fechas de raleo. En ambos cultivares, los árboles raleados en época temprana obtuvieron mayor peso de frutos, producción total y producción destinada a mitades. En el cv. Fortuna, este tratamiento produjo un aumento significativo del porcentaje de frutos con carozo partido.El raleo temprano de frutos aumentó significativamente el valor de la cosecha, logrando un incremento de $ 3636.ha-1 y $ 3441.ha-1en los cvs. Fortuna y Carson, respectivamente, en relación con el tratamiento en fecha de referencia.

Ciruelas bajo tela antigranizo : : efecto sobre la calidad

Se evaluó la influencia de la tela antigranizo en la calidad en cosecha y postcosecha de ciruelas japonesas (Prunus salicina Lindl.) cv. Angeleno. Se cosechó fruta de plantas bajo tela y sin tela en dos fechas. Las determinaciones de madurez y calidad se hicieron en cosecha, después de 45 y 60 días de almacenamiento refrigerado (0 °C y HR = 85 %) y luego de un período de maduración a 20 °C. Parámetros considerados: tamaño, color, firmeza de pulpa, contenido de sólidos solubles, pH, acidez titulable, relación CSS/AT, deshidratación y desórdenes fisiológicos (harinosidad). Se realizó un análisis factorial teniendo en cuenta tela antigranizo (T), fecha de cosecha (F) y período de almacenamiento refrigerado (P). Los factores T y F actuaron sobre el tamaño, color de piel, firmeza de pulpa, CSS, AT y CSS/AT en las evaluaciones realizadas en cosecha. Después del período de maduración, los factores T, F y P tuvieron principalmente efecto en la firmeza de pulpa, AT y CSS/AT. La fecha de cosecha y el período de almacenamiento tuvieron una marcada influencia sobre la incidencia de harinosidad.

La tela antigranizo en la maduración de ciruelas japonesas : : Prunus salicina Lindl

Se evaluó el efecto de la tela antigranizo sobre la evolución de la maduración de las cv. Linda Rosa y Larry Ann de ciruelo japonés. Periódicamente se cosechó fruta de plantas uniformes: ambas situaciones bajo tela y sin protección. Los parámetros de madurez y calidad evaluados fueron: peso, diámetros, color de piel, firmeza de pulpa, contenido de sólidos solubles (CSS), acidez titulable (AT) y la relación CSS/AT. La tela afectó la calidad de los frutos. El contenido de solubles y el color piel de la cv. Linda Rosa y el tamaño de frutos de la cv. Larry Ann, atributos de calidad muy valorados, fueron menores en las plantas bajo tela.

Flor y fruto de vid [Vitis vinifera L.] : : micrografía aplicada a viticultura y enología

Un conocimiento apropiado de la anatomía de los diferentes tipos florales de la vid permite interpretar procesos de floración y fertilidad. Se ha observado durante cinco años las características de distintas variedades de vid en Mendoza (Argentina). Debido a las diferencias de variedades y viñedos, las observaciones se han tratado desde un punto de vista general. El estudio de las características anatómicas de la baya permite comprender fenómenos de maduración, estrés hídrico, deficiencias y productividad. En cuanto a los procedimientos tecnológicos, la observación de los componentes celulares del fruto: pared celular, polifenoles vacuolares, plástidos y ráfides de cristales de tartrato de calcio permite evaluar métodos enológicos, procesos de maceración y extracción de compuestos fenólicos y los tratamientos que deberían aplicarse para mejorar la calidad del vino.

Determinación de índices de cosecha y calidad en kiwi en el sudeste bonaerense (Argentina)

Se realizó un seguimiento de la maduración de kiwis (Actinidia celiciosa (A. Chev.) Liang et Ferguson cv. Hayward) en una plantación comercial del sudeste de la provincia de Buenos Aires (Argentina), con la finalidad de definir índices de madurez y calidad y compararlos con los estándares vigentes en Nueva Zelanda y Chile. A intervalo semanal, desde las 13 semanas después de plena floración, se tomaron muestras de frutos para evaluar las siguientes variables: peso fresco, volumen, porcentaje de semillas negras, contenido de materia seca, acidez titulable y pH. De acuerdo con los mismos, el valor mínimo de sólidos solubles y el porcentaje de semillas negras exigido se alcanzaron durante la semana 21 después de plena floración y la firmeza de pulpa presentaba aún valores superiores al umbral recomendado. El momento óptimo de cosecha correspondió a plena temporada. Los resultados sugieren que la acidez titulable podría constituir otro índice de madurez. El porcentaje de materia seca no sería útil en fruta de plena temporada dado que los incrementos significativos se registran tempranamente. Sin embargo, puede ser útil como índice de calidad. Se plantea la posibilidad de utilizar la relación MS/AT como índice de calidad y de cosecha.

Ligamiento genético entre variables asociadas a calidad del fruto de tomate y polipéptidos expresados en dos estados de madurez

Los perfiles de polipéptidos proveen información sobre la constitución genética de un individuo y su expresión, y son útiles como marcadores moleculares. El objetivo del trabajo fue detectar ligamiento entre los perfiles de polipéptidos del pericarpio en dos estados de madurez y caracteres cuantitativos y de calidad de los frutos, analizando 21 genotipos de tomate. Se obtuvieron los perfiles polipéptidos en los estados verde y rojo maduro de frutos de 18 líneas endocriadas recombinantes (RILs, recombinant inbred lines), derivadas de un cruzamiento interespecífico entre el cultivar Caimanta de S. lycopersicum y la entrada LA722 de S. pimpinellifolium, que se incluyeron como testigos experimentales junto a su F1. En estos 21 genotipos se evaluaron también vida poscosecha, peso, firmeza, porcentaje de reflectancia, índice cromático, forma, pH, acidez titulable, contenido de sólidos solubles, espesor de pericarpio y número de lóculos de los frutos. Los perfiles mostraron polimorfismo entre los estados de madurez dentro de un mismo genotipo y entre genotipos para un mismo estado de madurez. Algunos polipéptidos segregaron de forma mendeliana (1:1) y, por análisis de un único punto, mostraron ligamiento con caracteres de calidad del fruto. Se detectaron loci de caracteres cuantitativos (QTLs, quantitative trait loci) asociados a número de lóculos, peso, pH, firmeza y vida poscosecha de los frutos.

Evaluación de características de interés agronómico de damascos cv. Modesto

El cultivar de damascos Modesto es de introducción relativamente reciente en Mendoza (Argentina). El objetivo del trabajo fue evaluar las siguientes características de interés agronómico: la época de floración y la calidad de los frutos en cosecha y en postcosecha. El estudio se realizó en un monte comercial durante 2007 y 2008. Se registraron tres estados fenológicos: "D" (corola visible), "F" (flor abierta) y "H" (fruto cuajado). Se estableció el inicio de la floración, la plena floración y el fin de la misma. En los frutos las evaluaciones y mediciones se realizaron en el momento de la recolección y después del período de maduración de la fruta conservada en cámara frigorífica. Se determinó: color de fondo, peso, diámetro, firmeza de pulpa, contenido de sólidos solubles, pH, acidez titulable, presencia de hongos y desórdenes fisiológicos. Los resultados muestran que el cultivar Modesto florece en una época intermedia en la zona E de la provincia de Mendoza. La fecha de plena floración en los dos años del estudio fue el 8 de setiembre. En los estados de madurez evaluados los frutos reúnen los atributos de calidad demandados por el consumidor: alto CSS, color anaranjado en la madurez, buena firmeza de pulpa; sin embargo, el rápido, descenso de la firmeza durante la maduración en poscosecha obliga a una comercialización acelerada. Después del almacenamiento en cámara frigorífica durante treinta días y un período de maduración de dos días, la futa presentó el desorden harinosidad con una incidencia superior al 60%; esto señala que el cv. Modesto no puede almacenarse por un período tan prolongado.

Relación entre la madurez fisiológica y la madurez comercial de frutos de kiwi 'Hayward' producidos en el sudeste de la provincia de Buenos Aires (Argentina)

Los frutos climatéricos, como el kiwi, deben cosecharse una vez que alcanzan la madurez fisiológica, a fin de no comprometer su calidad gustativa. El propósito del presente trabajo fue determinar la instancia del desarrollo cuando los frutos del cv. 'Hayward' alcanzaron la madurez fisiológica, mediante la medición de índices de madurez objetivos. Para tal fin, un lote comercial de kiwi cv 'Hayward' situado en el sudeste de la provincia de Buenos Aires (Argentina) s e c o s e c h ó s e m a n a l m e n t e d e s d e l a s 11 semanas después de plena floración (sdpf) hasta la cosecha comercial, a las 18 sdpf. La fruta fue analizada a la cosecha y después de un período de almacenamiento (53 días a 2°C) y maduración (7 días a 20°C). A cosecha, el contenido de materia seca de la fruta, la firmeza de la pulpa y la acidez titulable del jugo no sufrieron cambios significativos a partir de las 16 sdpf. Al final del período de almacenamiento y maduración, los sólidos solubles y la acidez titulable, así como la pérdida de peso de los frutos, no variaron significativamente en frutos cosechados a partir de las 16 sdpf. Estos resultados sugieren que la madurez fisiológica se alcanzó dos semanas antes de la cosecha comercial. Con mayores exigencias protocolares de contenido de materia seca, la madurez comercial se habría logrado recién a las 18 sdpf. A madurez fisiológica, los índices de madurez registraron los siguientes valores: 5,4% sólidos solubles, 1,18% acidez titulable, 14,2% materia seca y 49% semillas negras.

Proteómica de la madurez del tomate : identificación de dos estados de madurez del fruto por perfiles proteicos totales del pericarpio en RILs de tomate

Durante la madurez del fruto se producen cambios morfológicos, fisiológicos y bioquímicos provocados por la expresión regulada de diferentes genes. El objetivo de este trabajo fue verificar si la presencia de polipéptidos totales del pericarpio en los estados verde maduro (VM) y rojo maduro (RM) permite caracterizar la madurez del tomate. Se analizaron 18 líneas endocriadas recombinantes obtenidas por selección antagónica-divergente de un cruzamiento entre la cv. Caimanta (Solanum lycopersicum) y la entrada LA722 (S. pimpinellifolium), que fueron incluidas junto a la F1 como testigos experimentales. Los extractos proteicos se obtuvieron de dos muestras independientes de cada estado según el protocolo estándar y se resolvieron en SDS-PAGE. Se analizó la presencia/ausencia de bandas por genotipos y por estado, detectándose 26 en VM y 29 en RM. Algunas bandas fueron comunes entre estados, mientras que otras resultaron propias de VM o RM, respectivamente. Se calcularon las distancias de Jaccard y se realizó un análisis de conglomerados según el método UPGMA. En el dendrograma (correlación cofenética = 0,43) se distinguieron dos grandes grupos definidos por el estado de madurez. Se concluye que los perfiles proteicos del pericarpio son una herramienta postgenómica apropiada para identificar dos estados de madurez del fruto de tomate.