Ferrocene-based Lewis acids and Lewis pairs: Synthesis and structural characterization

Optically active Lewis acids and Lewis pairs were synthesized and characterized by multinuclear NMR, UV/Vis spectroscopy and elemental analysis. Optical rotation measurements were carried out and the absolute configuration of the new chiral molecules confirmed by single crystal X-ray diffraction.

Synthesis and characterisation of novel alkoxycyanobiphenyl-substituted rufigallols

Microwave-assisted synthesis of novel alkoxycyanobiphenyl-substituted rufigallols are reported by systematically replacing one, two, four, five or six cyanobiphenyl-tethered alkoxy chains. The synthesis of the target compounds was challenging since classical reactions failed to produce these hybrids. Chemical structures of the hybrids were determined by H-1 nuclear magnetic resonance (NMR), C-13 NMR, infrared, ultraviolet spectroscopy and elemental analysis. The thermotropic liquid crystalline properties of the new compounds were investigated by polarising optical microscopy, differential scanning calorimetry and X-ray diffractometry.

Synthesis, morphology, optical and photocatalytic performance of nanostructured beta-Ga2O3

Fine powders of beta-Ga2O3 nanostructures were prepared via low temperature reflux condensation method by varying the pH value without using any surfactant. The pH value of reaction mixture had great influence on the morphology of final products. High crystalline single phase beta-Ga2O3 nanostructures were obtained by thermal treatment at 900 degrees C which was confirmed by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. The morphological analysis revealed rod like nanostructures at lower and higher pH values of 6 and 10, while spindle like structures were obtained at pH = 8. The phase purity and presence of vibrational bands were identified using Fourier transform infrared spectroscopy. The optical absorbance spectrum showed intense absorption features in the UV spectral region. A broad blue emission peak centered at 441 nm due to donor-acceptor gallium-oxygen vacancy pair recombination appeared. The photocatalytic activity toward Rhodamine B under visible light irradiation was higher for nanorods at pH 10.

Crop stage classification of hyperspectral data using unsupervised techniques

The presence of a large number of spectral bands in the hyperspectral images increases the capability to distinguish between various physical structures. However, they suffer from the high dimensionality of the data. Hence, the processing of hyperspectral images is applied in two stages: dimensionality reduction and unsupervised classification techniques. The high dimensionality of the data has been reduced with the help of Principal Component Analysis (PCA). The selected dimensions are classified using Niche Hierarchical Artificial Immune System (NHAIS). The NHAIS combines the splitting method to search for the optimal cluster centers using niching procedure and the merging method is used to group the data points based on majority voting. Results are presented for two hyperspectral images namely EO-1 Hyperion image and Indian pines image. A performance comparison of this proposed hierarchical clustering algorithm with the earlier three unsupervised algorithms is presented. From the results obtained, we deduce that the NHAIS is efficient.

Contrast in luminescence characteristics (intense UV to bright visible light) of ZnO nanostructures with the variation in microstructure

We report the controlled variation of luminescence of ZnO nanostructures from intense ultraviolet to bright visible light. Deliberate addition of surfactants in the reaction medium not only leads to growth anisotropy of ZnO, but also alters the luminescence property. ZnO nanoclusters comprising of very fine particles with crystallite sizes approximate to 15-22nm were prepared in a non-aqueous medium, either from a single alcohol or from their mixtures. Introduction of the aqueous solution of the surfactant helps in altering the microstructure of ZnO nanostructure to nanorods, nanodumb-bells as well as the luminescence property. The as-prepared powder material is found to be well crystallized. Defects introduced by the surfactant in aqueous medium play an important role in substantial transition in the optical luminescence. Chromaticity coordinates were found to lie in the yellow region of color space. This gives an impression of white light emission from ZnO nanocrystals, when excited by a blue laser. Oxygen vacancy is described as the major defect responsible for visible light emission as quantified by X-ray photoelectron spectroscopy and Raman analysis.

Characterization and Space-Time Downscaling of the Inundation Extent over the Inner Niger Delta Using GIEMS and MODIS Data

The objective in this work is to develop downscaling methodologies to obtain a long time record of inundation extent at high spatial resolution based on the existing low spatial resolution results of the Global Inundation Extent from Multi-Satellites (GIEMS) dataset. In semiarid regions, high-spatial-resolution a priori information can be provided by visible and infrared observations from the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS). The study concentrates on the Inner Niger Delta where MODIS-derived inundation extent has been estimated at a 500-m resolution. The space-time variability is first analyzed using a principal component analysis (PCA). This is particularly effective to understand the inundation variability, interpolate in time, or fill in missing values. Two innovative methods are developed (linear regression and matrix inversion) both based on the PCA representation. These GIEMS downscaling techniques have been calibrated using the 500-m MODIS data. The downscaled fields show the expected space-time behaviors from MODIS. A 20-yr dataset of the inundation extent at 500 m is derived from this analysis for the Inner Niger Delta. The methods are very general and may be applied to many basins and to other variables than inundation, provided enough a priori high-spatial-resolution information is available. The derived high-spatial-resolution dataset will be used in the framework of the Surface Water Ocean Topography (SWOT) mission to develop and test the instrument simulator as well as to select the calibration validation sites (with high space-time inundation variability). In addition, once SWOT observations are available, the downscaled methodology will be calibrated on them in order to downscale the GIEMS datasets and to extend the SWOT benefits back in time to 1993.

Correlation between local structural dynamics of proteins inferred from NMR ensembles and evolutionary dynamics of homologues of known structure

Conformational changes in proteins are extremely important for their biochemical functions. Correlation between inherent conformational variations in a protein and conformational differences in its homologues of known structure is still unclear. In this study, we have used a structural alphabet called Protein Blocks (PBs). PBs are used to perform abstraction of protein 3-D structures into a 1-D strings of 16 alphabets (a-p) based on dihedral angles of overlapping pentapeptides. We have analyzed the variations in local conformations in terms of PBs represented in the ensembles of 801 protein structures determined using NMR spectroscopy. In the analysis of concatenated data over all the residues in all the NMR ensembles, we observe that the overall nature of inherent local structural variations in NMR ensembles is similar to the nature of local structural differences in homologous proteins with a high correlation coefficient of .94. High correlation at the alignment positions corresponding to helical and beta-sheet regions is only expected. However, the correlation coefficient by considering only the loop regions is also quite high (.91). Surprisingly, segregated position-wise analysis shows that this high correlation does not hold true to loop regions at the structurally equivalent positions in NMR ensembles and their homologues of known structure. This suggests that the general nature of local structural changes is unique; however most of the local structural variations in loop regions of NMR ensembles do not correlate to their local structural differences at structurally equivalent positions in homologues.

Role of spectator ions in influencing the properties of dopant-free ZnO nanocrystals

Towards fundamental studies and potential applications, achieving precise control over the generation of defects in pure ZnO nanocrystals has been always intriguing. Herein, we explored the rote of spectator ions (Co2+ and Ni2+) in influencing the functional properties of ZnO nanocrystals. The crystalline quality, phase purity, and composition of as-prepared samples were thoroughly established by powder X-ray diffraction, electron microscopy (TEM and STEM), and by Raman and X-ray photoelectron spectroscopies (XPS). Despite the presence of Co2+ and Ni2+ ions in the reaction mixture, STEM-energy dispersive spectroscopy (EDS), XPS analysis, and inductively-coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) revealed that the ZnO nanocrystals formed are dopant-free. Even so, their luminescence and magnetic properties were substantially different from those of pure ZnO nanocrystals synthesized using a similar methodology. We attribute the origin of these properties to the defects associated with ZnO nanocrystals generated under different but optimized conditions.

Development and Evaluation of Statistical Downscaling Models for Monthly Precipitation

Several statistical downscaling models have been developed in the past couple of decades to assess the hydrologic impacts of climate change by projecting the station-scale hydrological variables from large-scale atmospheric variables simulated by general circulation models (GCMs). This paper presents and compares different statistical downscaling models that use multiple linear regression (MLR), positive coefficient regression (PCR), stepwise regression (SR), and support vector machine (SVM) techniques for estimating monthly rainfall amounts in the state of Florida. Mean sea level pressure, air temperature, geopotential height, specific humidity, U wind, and V wind are used as the explanatory variables/predictors in the downscaling models. Data for these variables are obtained from the National Centers for Environmental Prediction-National Center for Atmospheric Research (NCEP-NCAR) reanalysis dataset and the Canadian Centre for Climate Modelling and Analysis (CCCma) Coupled Global Climate Model, version 3 (CGCM3) GCM simulations. The principal component analysis (PCA) and fuzzy c-means clustering method (FCM) are used as part of downscaling model to reduce the dimensionality of the dataset and identify the clusters in the data, respectively. Evaluation of the performances of the models using different error and statistical measures indicates that the SVM-based model performed better than all the other models in reproducing most monthly rainfall statistics at 18 sites. Output from the third-generation CGCM3 GCM for the A1B scenario was used for future projections. For the projection period 2001-10, MLR was used to relate variables at the GCM and NCEP grid scales. Use of MLR in linking the predictor variables at the GCM and NCEP grid scales yielded better reproduction of monthly rainfall statistics at most of the stations (12 out of 18) compared to those by spatial interpolation technique used in earlier studies.

Biologically-inspired data decorrelation for hyper-spectral imaging

Hyper-spectral data allows the construction of more robust statistical models to sample the material properties than the standard tri-chromatic color representation. However, because of the large dimensionality and complexity of the hyper-spectral data, the extraction of robust features (image descriptors) is not a trivial issue. Thus, to facilitate efficient feature extraction, decorrelation techniques are commonly applied to reduce the dimensionality of the hyper-spectral data with the aim of generating compact and highly discriminative image descriptors. Current methodologies for data decorrelation such as principal component analysis (PCA), linear discriminant analysis (LDA), wavelet decomposition (WD), or band selection methods require complex and subjective training procedures and in addition the compressed spectral information is not directly related to the physical (spectral) characteristics associated with the analyzed materials. The major objective of this article is to introduce and evaluate a new data decorrelation methodology using an approach that closely emulates the human vision. The proposed data decorrelation scheme has been employed to optimally minimize the amount of redundant information contained in the highly correlated hyper-spectral bands and has been comprehensively evaluated in the context of non-ferrous material classification

Edad de menarquía e indicadores de adiposidad en universitarias del País Vasco

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Avaliação da biodegradabilidade de compósitos à base de poliéster e amido com fibra de coco verde

Os materiais poliméricos tem sido uma das causas dos problemas ambientais discutidos em todo mundo nos últimos tempos. Como uma das soluções para esse problema, estão os polímeros biodegradáveis que são materiais que se degradam pela ação de microorganismos. Uma Indústria sediada no Brasil lançou recentemente um poliéster biodegradável que surge boa alternativa para o crescimento no mercado dos polímeros biodegradáveis, principalmente por possuir em sua composição matéria prima de fonte renovável. Neste trabalho foram preparados compósitos com matriz de poliéster biodegradável e fibra de coco verde com e sem modificação química por acetilação em misturador interno Haake. Foi estudada a biodegradabilidade em solo simulado do polímero puro e de seus compósitos e foram avaliadas as propriedades térmicas, morfológicas e mecânicas do polímero puro e de alguns de seus compósitos. O teste de biodegradabilidade foi feito pelo enterro das amostras em solo simulado por períodos distintos, variando de duas a dezessete semanas, seguindo a Norma ASTM G 160 03. Após cada período de teste, as amostras foram retiradas do solo e analisadas por microscopia ótica (MO), microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (TGA), calorimetria diferencial de varredura (DSC), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e análise mecânica de tração. Os resultados obtidos indicaram que tanto o polímero puro quanto os seus compósitos sofreram biodegradação, a presença da fibra apenas atrasa o processo de biodegradação, as fibras de coco tiveram uma boa afinidade com a matriz polimérica, a incorporação de 5% fibra de coco na matriz torna o compósito mais rígido e a incorporação da fibra e o processo de biodegradação alteram as características da fase cristalina no material polimérico.

Corrosão dos aços UNS S30400 e 31600 em meios simuladores de poros de concreto

Com o objetivo de investigar a influência que o molibdênio exerce nas propriedades das camadas passivas das armaduras de aços austeníticos, barras redondas dos aços UNS S30400 e 31600 foram submetidas à ação de soluções que simulam as que são encontradas nos poros de concreto. Para caracterizar o efeito do molibdênio na resistência daqueles aços à corrosão por pites, foram conduzidos ensaios de circuito aberto, polarização anódica, espectroscopia de impedância eletroquímica, análise de Mott-Schottky, tração em baixa taxa de deformação e análise das superfícies por microscopias óptica e eletrônica de varredura. Os resultados obtidos demonstram que, de uma forma geral, o aço UNS S30400 (sem molibdênio) apresentou maior resistência à corrosão localizada que o UNS S31600 (2% de Mo) nas soluções alcalinas cloretadas naturalmente aeradas, comportamento este inverso ao que se observa nos mesmos materiais quando submetidos a soluções cloretadas neutras ou ácidas.

Desenvolvimento e validação de sistema multiplex X-STR para identificação humana por DNA

Novas metodologias de análise molecular voltadas para estudos populacionais, clínicos, evolutivos, da biodiversidade e identificação forense foram desenvolvidas com base em marcadores microssátelites ou STR Short Tandem Repeats. Os marcadores STR, que estão amplamente espalhados nos genomas e se caracterizam por apresentar alto grau de polimorfismo, podem ser analisados a partir da amplificação por PCR (Reação em Cadeia da polimerase). A análise foi facilitada a partir do desenvolvimento de sistemas de amplificação simultânea de múltiplos STR (multiplex STR) e com a detecção automatizada dos produtos de amplificação marcados por fluorescência. Recentemente, o uso de marcadores STR do cromossomo X (X-STR) tornou-se significativo na prática forense. Devido ao seu modo de transmissão, os X-STR são úteis em situações particulares de investigação de relações de parentesco, apresentando vantagens sobre o uso de STR autossômicos. Este estudo teve como principal objetivo o desenvolvimento e validação de sistema multiplex, denominado LDD (X-STR) Decaplex, capaz de amplificar dez loci X-STR (DXS7133, DXS7424, DXS8378, DXS6807, DXS7132, DXS10074, DXS7423, DXS8377, GATA172D05 e DXS10101) para aplicação em genética populacional, identificação e análises forenses. Utilizando o LDD (X-STR) Decaplex 170 indivíduos autodenominados afrodescendentes, não aparentados geneticamente, foram genotipados. As freqüências alélicas e genotípicas não apresentaram desvio do equilíbrio de Hardy-Weinberg e estão em concordância com aquelas observadas em outros estudos. Os haplótipos observados foram únicos em indivíduos de amostra masculina. A análise de desequilíbrio de ligação não revelou associação entre os marcadores X-STR. A diversidade genética foi elevada, variando entre 0,6218 para o locus DXS7133 a 0,9327 para o locus DXS8377. Os parâmetros de Probabilidade de Vinculação (PV), Índice de Vinculação (IV), Poder de Exclusão (PE), Poder de Discriminação e Razão de Verossimilhança foram também elevados, demonstraram que os dez X-STRs são altamente polimórficos e discriminativos na população estudada. A concentração mínima de DNA para a amplificação dos loci do LDD (X-STR) Decaplex é de 0,5 ng e verificamos que amplificação por PCR pode ser afetada quando são adicionados mais de 5 ng de DNA nas reações. Os percentuais de bandas stutter foram elevados para os loci DXS7132 e DXS8377. No teste de reprodutibilidade observamos consistência entre as tipagem de diferentes amostras biológicas, incluindo as de restos mortais. No teste de mistura a proporção limite em que observamos a coexistência de duas espécies biológicas foi de 2,5:1ng (feminino-masculino). Os resultados evidenciaram que os loci do LDD (X-STR) Decaplex são altamente informativos, consistindo, em conjunto, uma ferramenta importante em estudos de identificação humana e de relações de parentesco.

Dimorfismo sexual e polimorfismo no gênero Ptychoderes Schoenherr, 1823 (Coleoptera Anthribidae, Anthribinae, Ptychoderini)

O dimorfismo sexual exibido por machos polifênicos em algumas espécies do gênero Ptychoderes envolve variação no rostro, antena e ventritos. A existência de polifenismo pode ser um importante componente no processo evolutivo por meio de novidades morfológicas e comportamentais. O objetivo desse estudo foi determinar a variação em caracteres morfométricos, polifenismo em machos, variação de estruturas com conhecido dimorfismo sexual, possíveis padrões alométricos e testar estas inferências para Ptychoderes através do mapeamento do dimorfismo sexual e de machos em uma reconstrução filogenética de Ptychoderes usando Mesquite 2.04. Foram medidas 23 variáveis morfométricas em 510 espécimes com as seguintes análises realizadas: análises de cluster, analises de componentes principais (PCA), analise de variáveis canônicas (AVC), análise de regressão por eixo maior reduzido (RMA). Cada tipo de dimorfismo foi mapeado em uma filogenia prévia como dois estados separados usando parcimônia. Para todas as espécies o dimorfismo sexual apresentou diferenças significativas entre os sexos com relação aos segmentos antenais (II- X).O compriemtno do rosto e ventrito V foram confirmados como indicativos de dimorfismo sexual (exceto em P. jordani). A única espécie em que não ocorreu machos polifenicos foi P. depressus. Nas outras espécies machos grandes e pequenos diferem significantemente para muitas variáveis com similaridades e diferenças. Na ACP, o primeiro componente (PC1) apresentou alta porcentagem de variância nos dados de todas as espécies; apresentou loadings de mesmo sinal sugerindo diferenças relacionadas ao tamanho para as espécies P. jordani, P. depressus, P. virgatus, P. mixtus e P. callosus e para as espécies P. viridanus, P. antiquus, P. elongates e P. nebulosus apresentou loadings positivos e negativos sugerindo diferenças relacionadas a forma (alometria). O PC2 apresentou loadings positivos e negativos para todas as espécies, um provável componente alométricos. A AVC confirmou os grupos: machos grandes, machos pequenos e fêmeas quando estes ocorreram. Nós encontramos diferentes padrões alométricos para todas as espécies com diferenças e semelhanças entre as espécies. Todos esses resultados confirmam a hipótese de polifenismo em machos e dimorfismo sexual para Ptychhoderes. A análise dos padrões alométricos para o dimorfismo sexual revelou alometria positiva para o comprimento do rostro (CR1) em machos e fêmeas, com os ventritos apenas em machos. Padrões alométricos positivos relacionados ao polifenismo nos antenômeros foram confirmados para os machos grandes e pequenos de quase todas as espécies exceto em P. nebulosus. O ancestral de clados na filogenia de Ptychoderes foi inferido para machos polifênicos (exceto P. depressus) com variáveis no rostro, antenas e ventritos indicativas de dimorfismo sexual com alometria positiva. Estes padrões poderiam estar ligados com o comportamento de proteção das fêemeas realizados por machos grandes durante a oviposição.