Termofisiolofia da vespa Polybia (Trichothorax) ignobilis (Haliday, 1836) (Hymenoptera, Vespidae, Epiponini) durante a atividade de forrageamento

Many social wasps are known to use thermogenesis to warm up their flight muscles and are therefore able to forage under a broad range of ambient temperatures. However it is uncertain whether there exists a possible relation between ambient temperature and thermogenic capacity for tropical species, as we lack studies focusing on these species. Therefore, we examined the use of this mechanism in the neotropical Epiponini wasp Polybia ignobilis. More specifically, we used a thermographic camera to obtain data of the surface temperatures of three body regions (head, thorax and abdomen) of wasps during foraging activities (pre-flight, flight and post-flight) in cold [initial pe- riod of foraging activity: TAM : 15 − 20◦C] and warm [final period of foraging activity: TPM : 30 − 35◦C] conditions. Thorax temperature (Tth) was always higher than head (Th) and abdomen temperature (Tabd). In general, the lowest body temperatures were observed during the pre-flight period, while the highest values occurred upon the return of the wasps from the foraging flight. Except for the pre-flight period, Tth was always higher than Tabd, indicating that heat generated at the thorax was preferentially directed to the cephalic region. Therefore we confirmed the use of thermogenesis by a neotropical social wasp, although its magnitude was found modest compared to temperate species, which suggests a link between thermal environment and thermogenic capacity. We also showed that P. ignobilis modulates heat production as a function of ambient temperature (TA), maintaining a greater temperature difference (Tbody − TA) at cooler temperatures. Finally, we identified the cephalic region of wasps as an important route for the dissipation of the heat generated during flight

Quantum exchange interaction of spherically symmetric plasmoids

We study nano-sized spherically symmetric plasma structures which are radial nonlinear oscillations of electrons in plasma. The effective interaction of these plasmoids via quantum exchange forces between ions is described. We calculate the energy of this interaction for the case of a dense plasma. The conditions when the exchange interaction is attractive are examined and it is shown that separate plasmoids can form a single object. The application of our results to the theoretical description of stable atmospheric plasma structures is considered. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

A new analysis of the GJ581 extrasolar planetary system

We have done a new analysis of the available observations of the GJ581 exoplanetary system. Today this system is controversial due to choices that can be done in the orbital determination. The main ones are the occurrence of aliases and the additional bodies-the planets f and g-announced in Vogt et al. (Astrophys J 723:954-965, 2010). Any dynamical study of exoplanets requires the good knowledge of the orbital elements and the investigations involving the planet g are particularly interesting, since this body would lie in the habitable zone (HZ) of the star GJ581. This region, for this system, is very attractive of the dynamical point of view due to several resonances of two and three bodies present there. In this work, we investigate the conditions under which the planet g may exist. We stress the fact that the planet g is intimately related with the orbital elements of the planet d; more precisely, we conclude that it is not possible to disconnect its existence from the determination of the eccentricity of the planet d. Concerning the planet f, we have found one solution with period a parts per thousand 450 days, but we are judicious about any affirmation concerning this body because its signal is in the threshold of detection and the high period is in a spectral region where the occurrence of aliases is very common. Besides, we outline some dynamical features of the HZ with the dynamical map and point out the role played by some resonances laying there.

Dynamics of the 3:1 resonant planetary systems

Many of the discovered exoplanetary systems are involved inside mean-motion resonances. In this work we focus on the dynamics of the 3:1 mean-motion resonant planetary systems. Our main purpose is to understand the dynamics in the vicinity of the apsidal corotation resonance (ACR) which are stationary solutions of the resonant problem. We apply the semi-analytical method (Michtchenko et al., 2006) to construct the averaged three-body Hamiltonian of a planetary system near a 3:1 resonance. Then we obtain the families of ACR, composed of symmetric and asymmetric solutions. Using the symmetric stable solutions we observe the law of structures (Ferraz-Mello,1988), for different mass ratio of the planets. We also study the evolution of the frequencies of σ1, resonant angle, and Δω, the secular angle. The resonant domains outside the immediate vicinity of ACR are studied using dynamical maps techniques. We compared the results obtained to planetary systems near a 3:1 MMR, namely 55 Cnc b-c, HD 60532 b-c and Kepler 20 b-c.

Records of migration in the exoplanet configurations

When compared to our Solar System, many exoplanet systems exhibit quite unusual planet configurations; some of these are hot Jupiters, which orbit their central stars with periods of a few days, others are resonant systems composed of two or more planets with commensurable orbital periods. It has been suggested that these configurations can be the result of a migration processes originated by tidal interactions of the planets with disks and central stars. The process known as planet migration occurs due to dissipative forces which affect the planetary semi-major axes and cause the planets to move towards to, or away from, the central star. In this talk, we present possible signatures of planet migration in the distribution of the hot Jupiters and resonant exoplanet pairs. For this task, we develop a semi-analytical model to describe the evolution of the migrating planetary pair, based on the fundamental concepts of conservative and dissipative dynamics of the three-body problem. Our approach is based on an analysis of the energy and the orbital angular momentum exchange between the two-planet system and an external medium; thus no specific kind of dissipative forces needs to be invoked. We show that, under assumption that dissipation is weak and slow, the evolutionary routes of the migrating planets are traced by the stationary solutions of the conservative problem (Birkhoff, Dynamical systems, 1966). The ultimate convergence and the evolution of the system along one of these modes of motion are determined uniquely by the condition that the dissipation rate is sufficiently smaller than the roper frequencies of the system. We show that it is possible to reassemble the starting configurations and migration history of the systems on the basis of their final states, and consequently to constrain the parameters of the physical processes involved.

Stability and dynamics of terrestrial planets in binary star systems: application on Alpha Centauri

Binary stars are frequent in the universe, with about 50% of the known main sequence stars being located at a multiple star system (Abt, 1979). Even though, they are universally thought as second rate sites for the location of exo-planets and the habitable zone, due to the difficulties of detection and high perturbation that could prevent planet formation and long term stability. In this work we show that planets in binary star systems can have regular orbits and remain on the habitable zone. We introduce a stability criterium based on the solution of the restricted three body problem and apply it to describe the short period planar and three-dimentional stability zones of S-type orbits around each star of the Alpha Centauri system. We develop as well a semi-analytical secular model to study the long term dynamics of fictional planets in the habitable zone of those stars and we verify that planets on the habitable zone would be in regular orbits with any eccentricity and with inclination to the binary orbital plane up until 35 degrees. We show as well that the short period oscillations on the semi-major axis is 100 times greater than the Earth's, but at all the time the planet would still be found inside the Habitable zone.

Imagen corporal y satisfacción corporal en adultos: diferencias por sexo y edad

[ES] Existe en la actualidad un gran interés por la apariencia del cuerpo tanto por razones estéticas como de salud, no sólo en mujeres y jóvenes, sino también en hombres y adultos de mayor edad. La importancia de este fenómeno radica, entre otras razones, en que se asocia a conductas saludables o de riesgo, incluyendo la práctica de ejercicio físico. Objetivos: Conocer la Imagen Corporal (IC) a través de tres percepciones corporales: Imagen corporal actual (ICA), ideal (ICI) y social (ICS), así como la Satisfacción Corporal (SC) de una muestra de adultos de 18 a 40 años, y explorar posibles diferencias por sexo y edad.

Optische Spektroskopie an Fermium (Z=100)

Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wurde erstmals Laser-Atomspektroskopie an einem Element durchgeführt, für das bisher keine atomaren Niveaus bekannt waren. Die Experimente wurden am Element Fermium mit der Ordnungszahl Z=100 mit der Resonanzionisationsspektroskopie (RIS) in einer Puffergaszelle durchgeführt. Verwendet wurde das Isotop 255Fm mit einer Halbwertszeit von 20.1 h, das im Hochflusskernreaktor des ORNL, Oak Ridge, USA, hergestellt wurde. Die von einem elektrochemischen Filament in das Argon-Puffergas bei einer Temperatur von 960(20)°C abgedampften Fm-Atome wurden mit Lasern in einem Zweistufenprozess resonant ionisiert. Dazu wurde das Licht eines Excimerlaser gepumpten Farbstofflasers für den ersten Anregungsschritt um die Wellenlänge 400 nm durchgestimmt. Ein Teil des Excimer (XeF) Laser Pumplichtes mit den Wellenlänge 351/353 nm wurde für die nicht-resonante Ionisation verwendet. Die Ionen wurden mit Hilfe elektrischer Felder aus der optischen Zelle extrahiert und nach einem Quadrupol Massenfilter mit einem Channeltron-Detektor massenselektiv nachgewiesen. Trotz der geringen Probenmenge von 2.7 x 10^10 eingesetzten Atomen wurden zwei atomare Resonanzen bei Energien von 25099.8(2) cm-1 und 25111.8(2) cm-1 gefunden und das Sättigungsverhalten dieser Linien gemessen. Es wurde ein theoretisches Modell entwickelt, dass sowohl das spektrale Profil der sättigungsverbreiterten Linien als auch die Sättigungskurven beschreibt. Durch Anpassung an die Messdaten konnten die partiellen Übergangsraten in den 3H6 Grundzustand Aki=3.6(7) x 10^6/s und Aki=3.6(6) x 10^6/s bestimmt werden. Der Vergleich der Niveauenergien und Übergangsraten mit Multikonfigurations Dirac-Fock Rechnungen legt die spektroskopische Klassifizierung der beobachteten Niveaus als 5f12 7s7p 5I6 und 5G6 Terme nahe. Weiterhin wurde ein Übergang bei 25740 cm-1 gefunden, der aufgrund der beobachteten Linienbreite von 1000 GHz als Rydbergzustand Zustand mit der Niveauenergie 51480 cm-1 interpretiert wurde und über einen Zweiphotonen Prozess angeregt werden kann. Basierend auf dieser Annahme wurde die Obergrenze für die Ionisationsenergie IP = 52140 cm-1 = 6.5 eV abgeschätzt. In den Messungen wurden Verschiebungen in den Zeitverteilungsspektren zwischen den mono-atomaren Ionen Fm+ und Cf+ und dem Molekül-Ion UO+ festgestellt und auf Driftzeitunterschiede im elektrischen Feld der gasgefüllten optischen Zelle zurückgeführt. Unter einfachen Modellannahmen wurde daraus auf die relativen Unterschiede Delta_r(Fm+,Cf+)/r(Cf+) ˜ -0.2 % und Delta_r(UO+,Cf+)/r(Cf+) ˜ 20 % in den Ionenradien geschlossen. Über die Bestimmung der Abnahme der Fm-a Aktivität des Filamentes auf der einen Seite und die Messung der Resonanzzählrate auf der anderen Seite, wurde die Nachweiseffizienz der Apparatur zu 4.5(3) x 10^-4 bestimmt. Die Nachweisapparatur wurde mit dem Ziel weiterentwickelt, Laserspektroskopie am Isotop 251Fm durchzuführen, das über die Reaktion 249Cf(a,2n)251Fm direkt in der optischen Zelle erzeugt werden soll. Das Verfahren wurde am chemischen Homolog Erbium getestet. Dabei wurde das Isotop 163Er über die Reaktion 161Dy(a,2n)163Er erzeugt und nach Resonanzionisation nachgewiesen. Die Nachweiseffizienz der Methode wurde zu 1 x 10^-4 bestimmt.

Study of electromagnetic reactions on light nuclei with the Lorentz Integral Transform method

In dieser Arbeit aus dem Bereich der Wenig-Nukleonen-Physik wird die neu entwickelte Methode der Lorentz Integral Transformation (LIT) auf die Untersuchung von Kernphotoabsorption und Elektronenstreuung an leichten Kernen angewendet. Die LIT-Methode ermoeglicht exakte Rechnungen durchzufuehren, ohne explizite Bestimmung der Endzustaende im Kontinuum. Das Problem wird auf die Loesung einer bindungzustandsaehnlichen Gleichung reduziert, bei der die Endzustandswechselwirkung vollstaendig beruecksichtigt wird. Die Loesung der LIT-Gleichung wird mit Hilfe einer Entwicklung nach hypersphaerischen harmonischen Funktionen durchgefuehrt, deren Konvergenz durch Anwendung einer effektiven Wechselwirkung im Rahmem des hypersphaerischen Formalismus (EIHH) beschleunigt wird. In dieser Arbeit wird die erste mikroskopische Berechnung des totalen Wirkungsquerschnittes fuer Photoabsorption unterhalb der Pionproduktionsschwelle an 6Li, 6He und 7Li vorgestellt. Die Rechnungen werden mit zentralen semirealistischen NN-Wechselwirkungen durchgefuehrt, die die Tensor Kraft teilweise simulieren, da die Bindungsenergien von Deuteron und von Drei-Teilchen-Kernen richtig reproduziert werden. Der Wirkungsquerschnitt fur Photoabsorption an 6Li zeigt nur eine Dipol-Riesenresonanz, waehrend 6He zwei unterschiedliche Piks aufweist, die dem Aufbruch vom Halo und vom Alpha-Core entsprechen. Der Vergleich mit experimentellen Daten zeigt, dass die Addition einer P-Wellen-Wechselwirkung die Uebereinstimmung wesentlich verbessert. Bei 7Li wird nur eine Dipol-Riesenresonanz gefunden, die gut mit den verfuegbaren experimentellen Daten uebereinstimmt. Bezueglich der Elektronenstreuung wird die Berechnung der longitudinalen und transversalen Antwortfunktionen von 4He im quasi-elastischen Bereich fuer mittlere Werte des Impulsuebertrages dargestellt. Fuer die Ladungs- und Stromoperatoren wird ein nichtrelativistisches Modell verwendet. Die Rechnungen sind mit semirealistischen Wechselwirkungen durchgefuert und ein eichinvarianter Strom wird durch die Einfuehrung eines Mesonaustauschstroms gewonnen. Die Wirkung des Zweiteilchenstroms auf die transversalen Antwortfunktionen wird untersucht. Vorlaeufige Ergebnisse werden gezeigt und mit den verfuegbaren experimentellen Daten verglichen.

RAB3GAP1 und RAB3GAP2 (RAB3 GTPase-activating Protein 1/2) beeinflussen die Autophagie in C. elegans und humanen Zellen

Die Proteinhomöostase wird in der Zelle von drei Stoffwechselwegen reguliert: den molekularen Chaperonen, dem Ubiquitin-Proteasom-System und dem autophagosomalen Abbauweg. Die (Makro)Autophagie verpackt und transportiert zytosolische Komponenten in Autophagosomen zu den Lysosomen, wo sie abgebaut werden. Eine Störung dieses Abbauwegs wirkt auf die Proteostase.rnIn dieser Dissertation wurde C. elegans als Modellorganismus zur Erforschung von Proteinstabilität genutzt. In einer RNAi-vermittelten Proteostase-Analyse von Chromosom I und ausgewählter zusätzlicher Gene wurde ein Wurmstamm, der ein Luc::GFP-Konstrukt im Muskel exprimiert, genutzt. Dieses Reporterprotein aggregiert unter Hitzestressbedingungen und diese Aggregation kann durch Modulatoren der Proteostase beeinflusst werden. Dabei wurden mögliche neue Faktoren der Proteinhomöostase entdeckt. Durch weitere Experimente bei denen die Aggregation von PolyQ35::YFP im AM140-System, der Paralyse-Phänotyp und die Akkumulation Thioflavin S-gefärbter Aggregate von Aβ42 im CL2006-Wurmstamm und die Effekte auf die Autophagie mittels eines GFP::LGG1-Konstrukt analysiert wurden, konnten rbg-1 und rbg-2 als neue Modulatoren der Proteinhomöostase, insbesondere der Autophagie, identifiziert werden.rnIm Säuger bilden beide Orthologe dieser Gene, RAB3GAP1 und RAB3GAP2 den heterodimeren RAB3GAP-Komplex, der bisher nur bekannt war für die Stimulation der Umwandlung der GTP-gebundenen aktiven Form zur GDP-gebundenen inaktiven Form der RAB GTPase RAB3. In Immunoblot-Analysen und mikroskopischen Darstellungen im Säugersystem konnte gezeigt werden, dass die Effekte auf die Proteostase über den autophagosomalen Abbauweg wirken. RAB3GAP1/2 wirken als positive Stimulatoren, wenn die Lipidierung von LC3-I und der autophagische Flux von LC3-II und p62/SQSTM1 betrachtet werden. Diese Effekte werden aber nicht über die RAB GTPase RAB3 vermittelt. Die Proteine FEZ1 und FEZ2 haben einen antagonistischen Effekt auf die Autophagie und wenn alle vier Komponenten RAB3GAP1, RAB3GAP2, FEZ1 und FEZ2 zusammen herunter- oder hochreguliert werden, heben sich diese Effekte auf. In Co-Immunopräzipitationen und proteomischen Analysen konnte keine direkte Interaktion zwischen dem RAB3GAP-Komplex und FEZ1/2 oder zu anderen Autophagie-Genen nachgewiesen werden.rnHier konnte der RAB3GAP-Komplex funktionell mit Proteostase und Autophagie in C. elegans und Säugerzellen assoziiert werden. Dieser Komplex zeigt Einflüsse auf die autophagosomale Biogenese indem sie die Proteostase und die Bildung von (prä)autophagosomalen Strukturen in C. elegans und die Lipidierung von LC3 und damit den autophagischen Flux der Autophagiesubstrate LC3-II und p62/SQSTM1 in Säugerzellen beeinflusst. Darüber hinaus wirkt RAB3GAP der komplexen Autophagie-Unterdrückung durch FEZ1 und FEZ2 entgegen. Somit konnte gezeigt werden, dass RAB3GAP als neuartiger Faktor auf die autophagosomale Biogenese und somit auf die Proteostase wirkt.rn

Species specific nitrogen isotope analysis by NanoSIMS

Der atmosphärische Kreislauf reaktiver Stickstoffverbindungen beschäftigt sowohl die Naturwissenschaftler als auch die Politik. Dies ist insbesondere darauf zurückzuführen, dass reaktive Stickoxide die Bildung von bodennahem Ozon kontrollieren. Reaktive Stickstoffverbindungen spielen darüber hinaus als gasförmige Vorläufer von Feinstaubpartikeln eine wichtige Rolle und der Transport von reaktivem Stickstoff über lange Distanzen verändert den biogeochemischen Kohlenstoffkreislauf des Planeten, indem er entlegene Ökosysteme mit Stickstoff düngt. Die Messungen von stabilen Stickstoffisotopenverhältnissen (15N/14N) bietet ein Hilfsmittel, welches es erlaubt, die Quellen von reaktiven Stickstoffverbindungen zu identifizieren und die am Stickstoffkeislauf beteiligten Reaktionen mithilfe ihrer reaktionsspezifischen Isotopenfraktionierung genauer zu untersuchen. rnIn dieser Doktorarbeit demonstriere ich, dass es möglich ist, mit Hilfe von Nano-Sekundärionenmassenspektrometrie (NanoSIMS) verschiedene stickstoffhaltige Verbindungen, die üblicherweise in atmosphärischen Feinstaubpartikeln vorkommen, mit einer räumlichen Auflösung von weniger als einem Mikrometer zu analysieren und zu identifizieren. Die Unterscheidung verschiedener stickstoffhaltiger Verbindungen erfolgt anhand der relativen Signalintensitäten der positiven und negativen Sekundärionensignale, die beobachtet werden, wenn die Feinstaubproben mit einem Cs+ oder O- Primärionenstrahl beschossen werden. Die Feinstaubproben können direkt auf dem Probenahmesubstrat in das Massenspektrometer eingeführt werden, ohne chemisch oder physikalisch aufbereited zu werden. Die Methode wurde Mithilfe von Nitrat, Nitrit, Ammoniumsulfat, Harnstoff, Aminosären, biologischen Feinstaubproben (Pilzsporen) und Imidazol getestet. Ich habe gezeigt, dass NO2 Sekundärionen nur beim Beschuss von Nitrat und Nitrit (Salzen) mit positiven Primärionen entstehen, während NH4+ Sekundärionen nur beim Beschuss von Aminosäuren, Harnstoff und Ammoniumsalzen mit positiven Primärionen freigesetzt werden, nicht aber beim Beschuss biologischer Proben wie z.B. Pilzsporen. CN- Sekundärionen werden beim Beschuss aller stickstoffhaltigen Verbindungen mit positiven Primärionen beobachtet, da fast alle Proben oberflächennah mit Kohlenstoffspuren kontaminiert sind. Die relative Signalintensität der CN- Sekundärionen ist bei kohlenstoffhaltigen organischen Stickstoffverbindungen am höchsten.rnDarüber hinaus habe ich gezeigt, dass an reinen Nitratsalzproben (NaNO3 und KNO3), welche auf Goldfolien aufgebracht wurden speziesspezifische stabile Stickstoffisotopenverhältnisse mithilfe des 15N16O2- / 14N16O2- - Sekundärionenverhältnisses genau und richtig gemessen werden können. Die Messgenauigkeit auf Feldern mit einer Rastergröße von 5×5 µm2 wurde anhand von Langzeitmessungen an einem hausinternen NaNO3 Standard als ± 0.6 ‰ bestimmt. Die Differenz der matrixspezifischen instrumentellen Massenfraktionierung zwischen NaNO3 und KNO3 betrug 7.1 ± 0.9 ‰. 23Na12C2- Sekundärionen können eine ernst zu nehmende Interferenz darstellen wenn 15N16O2- Sekundärionen zur Messung des nitratspezifischen schweren Stickstoffs eingesetzt werden sollen und Natrium und Kohlenstoff im selben Feinstaubpartikel als interne Mischung vorliegt oder die natriumhaltige Probe auf einem kohlenstoffhaltigen Substrat abgelegt wurde. Selbst wenn, wie im Fall von KNO3, keine derartige Interferenz vorliegt, führt eine interne Mischung mit Kohlenstoff im selben Feinstaubpartikel zu einer matrixspezifischen instrumentellen Massenfraktionierung die mit der folgenden Gleichung beschrieben werden kann: 15Nbias = (101 ± 4) ∙ f − (101 ± 3) ‰, mit f = 14N16O2- / (14N16O2- + 12C14N-). rnWird das 12C15N- / 12C14N- Sekundärionenverhältnis zur Messung der stabilen Stickstoffisotopenzusammensetzung verwendet, beeinflusst die Probematrix die Messungsergebnisse nicht, auch wenn Stickstoff und Kohlenstoff in den Feinstaubpartikeln in variablen N/C–Verhältnissen vorliegen. Auch Interferenzen spielen keine Rolle. Um sicherzustellen, dass die Messung weiterhin spezifisch auf Nitratspezies eingeschränkt bleibt, kann eine 14N16O2- Maske bei der Datenauswertung verwendet werden. Werden die Proben auf einem kohlenstoffhaltigen, stickstofffreien Probennahmesubstrat gesammelt, erhöht dies die Signalintensität für reine Nitrat-Feinstaubpartikel.

Reference values of mechanical and thermal pain tests in a pain-free population

Quantitative sensory tests are widely used in human research to evaluate the effect of analgesics and explore altered pain mechanisms, such as central sensitization. In order to apply these tests in clinical practice, knowledge of reference values is essential. The aim of this study was to determine the reference values of pain thresholds for mechanical and thermal stimuli, as well as withdrawal time for the cold pressor test in 300 pain-free subjects. Pain detection and pain tolerance thresholds to pressure, heat and cold were determined at three body sites: (1) lower back, (2) suprascapular region and (3) second toe (for pressure) or the lateral aspect of the leg (for heat and cold). The influences of gender, age, height, weight, body-mass index (BMI), body side of testing, depression, anxiety, catastrophizing and parameters of Short-Form 36 (SF-36) were analyzed by multiple regressions. Quantile regressions were performed to define the 5th, 10th and 25th percentiles as reference values for pain hypersensitivity and the 75th, 90th and 95th percentiles as reference values for pain hyposensitivity. Gender, age and/or the interaction of age with gender were the only variables that consistently affected the pain measures. Women were more pain sensitive than men. However, the influence of gender decreased with increasing age. In conclusion, normative values of parameters related to pressure, heat and cold pain stimuli were determined. Reference values have to be stratified by body region, gender and age. The determination of these reference values will now allow the clinical application of the tests for detecting abnormal pain reactions in individual patients.

Influence of curing rate on softening in ethanol, degree of conversion, and wear of resin composite

PURPOSE: To investigate the effect of curing rate on softening in ethanol, degree of conversion, and wear of resin composites. METHOD: With a given energy density and for each of two different light-curing units (QTH or LED), the curing rate was reduced by modulating the curing mode. Thus, the irradiation of resin composite specimens (Filtek Z250, Tetric Ceram, Esthet-X) was performed in a continuous curing mode and in a pulse-delay curing mode. Wallace hardness was used to determine the softening of resin composite after storage in ethanol. Degree of conversion was determined by infrared spectroscopy (FTIR). Wear was assessed by a three-body test. Data were submitted to Levene's test, one and three-way ANOVA, and Tukey HSD test (alpha = 0.05). Results: Immersion in ethanol, curing mode, and material all had significant effects on Wallace hardness. After ethanol storage, resin composites exposed to the pulse-delay curing mode were softer than resin composites exposed to continuous cure (P< 0.0001). Tetric Ceram was the softest material followed by Esthet-X and Filtek Z250 (P< 0.001). Only the restorative material had a significant effect on degree of conversion (P< 0.001): Esthet-X had the lowest degree of conversion followed by Filtek Z250 and Tetric Ceram. Curing mode (P= 0.007) and material (P< 0.001) had significant effect on wear. Higher wear resulted from the pulse-delay curing mode when compared to continuous curing, and Filtek Z250 showed the lowest wear followed by Esthet-X and Tetric Ceram.

Structures of Cage, Prism, and Book Isomers of Water Hexamer from Broadband Rotational Spectroscopy

Theory predicts the water hexamer to be the smallest water cluster with a three-dimensional hydrogen-bonding network as its minimum energy structure. There are several possible low-energy isomers, and calculations with different methods and basis sets assign them different relative stabilities. Previous experimental work has provided evidence for the cage, book, and cyclic isomers, but no experiment has identified multiple coexisting structures. Here, we report that broadband rotational spectroscopy in a pulsed supersonic expansion unambiguously identifies all three isomers; we determined their oxygen framework structures by means of oxygen-18–substituted water (H218O). Relative isomer populations at different expansion conditions establish that the cage isomer is the minimum energy structure. Rotational spectra consistent with predicted heptamer and nonamer structures have also been identified.

RAPID SPACE TRAJECTORY GENERATION USING A FOURIER SERIES SHAPE-BASED APPROACH

With the insatiable curiosity of human beings to explore the universe and our solar system, it is essential to benefit from larger propulsion capabilities to execute efficient transfers and carry more scientific equipment. In the field of space trajectory optimization the fundamental advances in using low-thrust propulsion and exploiting the multi-body dynamics has played pivotal role in designing efficient space mission trajectories. The former provides larger cumulative momentum change in comparison with the conventional chemical propulsion whereas the latter results in almost ballistic trajectories with negligible amount of propellant. However, the problem of space trajectory design translates into an optimal control problem which is, in general, time-consuming and very difficult to solve. Therefore, the goal of the thesis is to address the above problem by developing a methodology to simplify and facilitate the process of finding initial low-thrust trajectories in both two-body and multi-body environments. This initial solution will not only provide mission designers with a better understanding of the problem and solution but also serves as a good initial guess for high-fidelity optimal control solvers and increases their convergence rate. Almost all of the high-fidelity solvers enjoy the existence of an initial guess that already satisfies the equations of motion and some of the most important constraints. Despite the nonlinear nature of the problem, it is sought to find a robust technique for a wide range of typical low-thrust transfers with reduced computational intensity. Another important aspect of our developed methodology is the representation of low-thrust trajectories by Fourier series with which the number of design variables reduces significantly. Emphasis is given on simplifying the equations of motion to the possible extent and avoid approximating the controls. These facts contribute to speeding up the solution finding procedure. Several example applications of two and three-dimensional two-body low-thrust transfers are considered. In addition, in the multi-body dynamic, and in particular the restricted-three-body dynamic, several Earth-to-Moon low-thrust transfers are investigated.