Thermoluminescence of CdS clusters in zeolite-Y

Thermoluminescence (TL) of CdS clusters encapsulated in zeolite-Y is reported for the first time. The TL of the clusters is much stronger than that of the bulk CdS and increases as the CdS loading decreases. This inverse dependence of TL intensity upon CdS loading is caused mainly by the size-effect of the clusters. All samples exhibit almost the same glow peak position and shape, indicating that traps or surface states are not sensitive to the cluster sizes.

New observation on the luminescence of CdS clusters in zeolite-Y

The excitation spectrum of CdS dusters in zeolite-Y is consistent with their absorption spectrum, both showing two absorption bands that are assigned to the Is-is and Is-lp transitions, respectively. A new emission at 400 nn is considered to be the recombination of the bounded excitons. The emission firstly increases then decreases with increasing cluster size or loading. The emission by excitation into the Is-is band is stronger and sharper than that by excitation into the Is-lp band. This phenomenon is attributed to the size inhomogeneity and the strong electron-phonon interaction of the dusters. Copyright (C) 1996 Elsevier Science Ltd

Determination of the photoinduced birefringence and of the refractive index by Brewster method of epoxy resin doped with CdS

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência da concentração das partículas cristalinas nas propriedades dielétricas do híbrido PVAl/Cds

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Preparação e caracterização de resina epóxi transparente dopada com nanoestruturas semicondutoras de CdS

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Synthese von grenzflächenaktiven Monomeren zur Herstellung von funktionalen Metall-Chalkogenid,Polymer-Hybridnanopartikeln

In dieser Arbeit wurde gezeigt, wie oberflächenfunktionalisierte Polystyrolnanopartikel zur Herstellung von Metallchalkogenid/Polymer-Hybridnanopartikeln eingesetzt werden können. Dazu wurden zunächst phosphonsäure- und phosphorsäurefunktionalisierte Surfmere synthetisiert, die anschließend bei der Miniemulsionspolymerisation von Styrol verwendet wurden. Die Surfmere dienten dabei zugleich zur Stabilisierung und als Comonomer. Die oberflächenfunktionalisierten Polystyrolnanopartikel wurden anschließend als Trägerpartikel für die Kristallisation von Metalloxiden eingesetzt. Dabei wurden Metalloxid/Polymer-Hybridnanopartikel mit einer „himbeerartigen“ Morphologie erhalten. Um die vielseitige Modifizierbarkeit der phosphonat- und phosphat¬funktionalisierten Polystyrolpartikel zu demonstrieren, wurden Cer-, Eisen- sowie Zinkoxid auf der Partikeloberfläche kristallisiert. Dazu wurden sowohl wässrige als auch alkoholische Metalloxid-Präkursorlösungen eingesetzt. Die synthetisierten Metall¬oxid/Polymer-Hybridpartikel wurden detailliert mit REM, TEM und PXRD analysiert. Die Untersuchung des Kristallisationsmechanismus hatte erwiesen, dass die komplexierten Metallkationen auf der Partikeloberfläche als Nukleationszentren wirkten und die Zutropfrate des Fällungsreagenz entscheidend für die Oberflächenkristallisation ist. Durch Mischungsexperimente von Metalloxidnanopartikeln und den oberflächen¬funktionalisierten Polymerpartikeln konnte die Hybridpartikelbildung über Hetero¬koagulation ausgeschlossen werden. Außerdem wurde festgestellt, dass die Polarität der funktionellen Gruppe über die Stärke der Komplexierung der Metalloxid-Präkursor bestimmt. Darüber hinaus wurde ein Modell zur Erklärung der kolloidalen Stabilisierung der Metalloxid/Polymer-Hybridsysteme aufgestellt und ein Zusammenhang zwischen dem gemessenen Zeta-Potential und der Oberflächenbedeckung der Polymerpartikel durch Metalloxid gefunden. Mit der Methode der Oberflächenkristallisation konnten frühe Stadien der Nukleation auf der Partikeloberfläche fixiert werden. Weiterhin wurden die individuellen physikalisch-chemischen Eigenschaften der hergestellten Metall¬oxid/Polymer-Hybridnano¬partikel untersucht. Dabei zeigten die CeO2/Polymer-Hybridpartikel eine hohe katalytische Aktivität bezüglich der photokatalytischen Oxidation von Rhodamin B, die als Modellreaktion durchgeführt wurde. Des Weiteren wurde die Magnetisierung der Magnetit/Polymer-Hybridpartikel gemessen. Die Fe3O4-Hybrid¬partikelsysteme wiesen eine vergleichbare Sättigungsmagnetisierung auf. Die Zinkoxid/Polymer-Hybridsysteme zeigten eine starke Lumineszenz im sichtbaren Bereich bei Anregung mit UV-Licht. Die Metalloxid/Polymer-Hybridpartikel, die mit den phosphonat- oder phosphatfunktion¬alisierten Polystyrolpartikeln hergestellt wurden, zeigten keine signifikanten Unterschiede in ihren physikochemischen Eigenschaften. Im Allgemeinen lässt sich schlussfolgern, dass sowohl Phosphonat- als auch Phosphatgruppen gleichermaßen für die Oberflächenkristallisation von Metalloxiden geeignet sind. Die Zink¬oxid/Polymer-Hybridsysteme stellen eine Ausnahme dar. Die Verwendung der phosphonat¬funktionalisierten Polystyrolpartikel führte zur Entstehung einer Zinkhydroxidphase, die neben der Zinkoxidphase gebildet wurde. Aufgrund dessen zeigten die ZnO/RPO3H2-Hybridpartikel eine geringere Lumineszenz im sichtbaren Bereich als die ZnO/RPO4H2-Hybridsysteme.rnDie Erkenntnisse, die bei der Oberflächenkristallisation von Metalloxiden gewonnen wurden, konnten erfolgreich auf Cadmiumsulfid übertragen werden. Dabei konnte Cadmiumsulfid auf der Oberfläche von phosphonatfunktionalisierten Polystyrolpartikeln kristallisiert werden. Mit Hilfe des RPO3H2-Surfmers konnten phosphonatfunktion¬alisierte Polystyrolpartikel mit superparamagnetischem Kern synthetisiert werden, die zur Herstellung von multifunktionalen CdS/Polymer-Hybridpartikeln mit Magnetitkern verwendet wurden. Die Kristallphase und die Oberflächenbedeckung der multi¬funktionalen Hybridsysteme wurden mit den CdS/Polymer-Hybridsystemen ohne magnetischen Kern verglichen. Dabei konnte nachgewiesen werden, dass in beiden Fällen Cadmiumsulfid in der Greenockit-Modifikation gebildet wurde. Die multifunktionalen CdS/Polymer-Hybridpartikel mit superparamagnetischem Kern konnten sowohl mit einem optischen als auch einem magnetischen Stimulus angeregt werden.rnrn

Nonclassical crystallization of bivalent metal carbonates

Nichtklassische Kristallisationen tragen heutzutage einen entscheidenden Anteil zum Verständnis von Biomineralisationsprozessen und anspruchsvoller Morphogenese in vitro bei. Die vorliegende Dissertation stellt drei neue Vertreter nichtklassischer Kristallisationen vor, die während der Fällung von Calciumcarbonat und verwandten zweiwertigen Carbonaten auftreten.rn(a) Zum ersten Male wird eine Symmetrie-brechende Phasenselektion von Calciumcarbonat beschrieben, die auf einem subtilen Wechselspiel von verketteten Gleichgewichten basiert und deren Ursache letztendlich der paritätsverletzenden Energiedifferenz (PVED) zugeschrieben wird. rn(b) Die interkristalline Minoritätskomponente eines Mesokristalles, seien es z.B. eingeschlossenes Proteine oder polymere Additive, erfahren eine Morphogenese im Sinne einer Formpressung. Dieser bislang wenig beachtete Effekt in Mesokristallen wurde zur Herstellung von Nanoröhren eingesetzt, die aus verschiedensten Materialien bestehen können (z.B. Calciumcarbonat oder Cadmiumsulfid).rn(c) Das Hauptaugenmerk dieser Dissertation liegt auf dem Auftreten eines flüssig-amorphen Intermediates während der Metallcarbonat-Präzipitation. Durch diffusionskontrollierte und kontaktfreie Versuchsführung konnte die Existenz eines solchen nichtklassischen, flüssigen Intermediates, welches der kristallinen Phase bei neutralen pH vorangeht, sicher nachgewiesen werden. rn

Regulation of the heat shock response by thiol-reactive compounds in the yeast Saccharomyces cerevisiae

Cells govern their activities and modulate their interactions with the environment to achieve homeostasis. The heat shock response (HSR) is one of the most well studied fundamental cellular responses to environmental and physiological challenges, resulting in rapid synthesis of heat shock proteins (HSPs), which serve to protect cellular constituents from the deleterious effects of stress. In addition to its role in cytoprotection, the HSR also influences lifespan and is associated with a variety of human diseases including cancer, aging and neurodegenerative disorders. In most eukaryotes, the HSR is primarily mediated by the highly conserved transcription factor HSF1, which recognizes target hsp genes by binding to heat shock elements (HSEs) in their promoters. In recent years, significant efforts have been made to identify small molecules as potential pharmacological activators of HSF1 that could be used for therapeutic benefit in the treatment of human diseases relevant to protein conformation. However, the detailed mechanisms through which these molecules drive HSR activation remain unclear. In this work, I utilized the baker's yeast Saccharomyces cerevisiae as a model system to identify a group of thiol-reactive molecules including oxidants, transition metals and metalloids, and electrophiles, as potent activators of yeast Hsf1. Using an artificial HSE-lacZ reporter and the glucocorticoid receptor system (GR), these diverse thiol-reactive compounds are shown to activate Hsf1 and inhibit Hsp90 chaperone complex activity in a reciprocal, dose-dependent manner. To further understand whether cells sense these reactive compounds through accumulation of unfolded proteins, the proline analog azetidine-2-carboxylic acid (AZC) and protein cross-linker dithiobis(succinimidyl propionate) (DSP) were used to force misfolding of nascent polypeptides and existing cytosolic proteins, respectively. Both unfolding reagents display kinetic HSP induction profiles dissimilar to those generated by thiol-reactive compounds. Moreover, AZC treatment leads to significant cytotoxicity, which is not observed in the presence of the thiol-reactive compounds at the concentrations sufficient to induce Hsf1. Additionally, DSP treatment has little to no effect on Hsp90 functions. Together with the ultracentrifugation analysis of cell lysates that detected no insoluble protein aggregates, my data suggest that at concentrations sufficient to induce Hsf1, thiol-reactive compounds do not induce the HSR via a mechanism based on accumulation of unfolded cytosolic proteins. Another possibility is that thiol-reactive compounds may influence aspects of the protein quality control system such as the ubiquitin-proteasome system (UPS). To address this hypothesis, β-galactosidase reporter fusions were used as model substrates to demonstrate that thiol-reactive compounds do not inhibit ubiquitin activating enzymes (E1) or proteasome activity. Therefore, thiol-reactive compounds do not activate the HSR by inhibiting UPS-dependent protein degradation. I therefore hypothesized that these molecules may directly inactivate protein chaperones, known as repressors of Hsf1. To address this possibility, a thiol-reactive biotin probe was used to demonstrate in vitro that the yeast cytosolic Hsp70 Ssa1, which partners with Hsp90 to repress Hsf1, is specifically modified. Strikingly, mutation of conserved cysteine residues in Ssa1 renders cells insensitive to Hsf1 activation by cadmium and celastrol but not by heat shock. Conversely, substitution with the sulfinic acid and steric bulk mimic aspartic acid led to constitutive activation of Hsf1. Cysteine 303, located in the nucleotide-binding/ATPase domain of Ssa1, was shown to be modified in vivo by a model organic electrophile using Click chemistry technology, verifying that Ssa1 is a direct target for thiol-reactive compounds through adduct formation. Consistently, cadmium pretreatment promoted cells thermotolerance, which is abolished in cells carrying SSA1 cysteine mutant alleles. Taken together, these findings demonstrate that Hsp70 acts as a sensor to induce the cytoprotective heat shock response in response to environmental or endogenously produced thiol-reactive molecules and can discriminate between two distinct environmental stressors.

Switching of ferroelectric liquid crystal doped with cetyltrimethylammonium bromide-assisted CdS nanostructures

Large scale high yield cadmium sulfide (CdS) nanowires with uniform diameter were synthesized using a rapid and simple solvo-chemical and hydrothermal route assisted by the surfactant cetyltrimethylammonium bromide (CTAB). Unique CdS nanowires of different morphologies could be selectively produced by only varying the concentration of CTAB in the reaction system with cadmium acetate, sulfur powder and ethylenediamine. We obtained CdS nanowires with diameters of 64–65 nm and lengths of up to several micrometers. A comparative study of the optical properties of ferroelectric liquid crystal (FLC) Felix-017/100 doped with 1% of CdS nanowires was performed. Response times of the order of from 160 to 180 μs, rotational viscosities of the order of from 5000 to 3000 mN s m−2 and polarizations of the order of from 10 to 70 nC cm−2 were measured. We also observed an anti-ferroelectric to ferroelectric transition for CdS doped FLC instead of the ferroelectric to paraelectric transition for pure FLC.

Synthetic strategy of porous ZnO and CdS nanostructures doped ferroelectric liquid crystal and its optical behavior

A simple and scalable chemical approach has been proposed for the generation of 1-dimensional nanostructures of two most important inorganic materials such as zinc oxide and cadmium sulfide. By controlling the growth habit of the nanostructures with manipulated reaction conditions, the diameter and uniformity of the nanowires/nanorods were tailored. We studied extensively optical behavior and structural growth of CdS NWs and ZnO NRs doped ferroelectric liquid crystal Felix-017/100. Due to doping band gap has been changed and several blue shifts occurred in photoluminescence spectra because of nanoconfinement effect and mobility of charges.

A straightforward wet-chemical route to the nanocomposites of general layered clays and metal sulfides

The nanocomposites of general layered clays and metal sulfides could be produced from reactions of the layered clay aqueous suspensions and water-soluble metal-thiourea complexes. The clay could be saponite, montmorillonite, hectorite and laponite, while the metal sulfide could be cobalt sulfide, nickel sulfide, zinc sulfide, cadmium sulfide, and lead sulfide. In the nanocomposites, the clay could be incorporated with the metal sulfide pillars and metal sulfide nanoparticles. (c) 2006 Elsevier B.V. All rights reserved.

Photochemical dynamics of laser-irradiated semiconductor nanostructures

Thesis (Ph.D.)--University of Washington, 2016-08

Accumulation of heme oxygenase-1 (HSP32) in Xenopus laevis A6 kidney epithelial cells treated with sodium arsenite, cadmium chloride or proteasomal inhibitors

The present study examined the effect of sodium arsenite, cadmium chloride, heat shock and the proteasomal inhibitors MG132, withaferin A and celastrol on heme oxygenase-1 (HO-1; also known as HSP32) accumulation in Xenopus laevis A6 kidney epithelial cells. Immunoblot analysis revealed that HO-1 accumulation was not induced by heat shock but was enhanced by sodium arsenite and cadmium chloride in a dose- and time-dependent fashion. Immunocytochemistry revealed that these metals induced HO-1 accumulation in a granular pattern primarily in the cytoplasm. Additionally, in 20% of the cells arsenite induced the formation of large HO-1-containing perinuclear structures. In cells recovering from sodium arsenite or cadmium chloride treatment, HO-1 accumulation initially increased to a maximum at 12h followed by a 50% reduction at 48 h. This initial increase in HO-1 levels was likely the result of new synthesis as it was inhibited by cycloheximide. Interestingly, treatment of cells with a mild heat shock enhanced HO-1 accumulation induced by low concentrations of sodium arsenite and cadmium chloride. Finally, we determined that HO-1 accumulation was induced in A6 cells by the proteasomal inhibitors, MG132, withaferin A and celastrol. An examination of heavy metal and proteasomal inhibitor-induced HO-1 accumulation in amphibians is of importance given the presence of toxic heavy metals in aquatic habitats.

Temperature dependence of hydrogen evolution reaction on nickel oxide electrode in sealed nickel/cadmium cells

The impedance of sealed nickel/cadmium cells around a cell e.m.f. of 0.0 V was measured at five different temperatures between � 10 and +30 °C. The results show that the behaviour is similar at all temperatures. Based on the experimental results, the relation between charge-transfer resistance (Rct) and temperature (T) has been established for the Volmer reaction. Further, the value of cathodic transfer coefficient (?) has been estimated.

Impedance peaks of sealed nickel/cadmium cells at low states-of-charge

The impedance of sealed nickel/cadmium cells is measured at low states-of-charge that correspond to a cell e.m.f. range of 0.0 to 1.3 V. The results show that the impedance exhibits a pronounced maximum between 0.3 and 0.45 V. It is concluded that the impedance maxima are due to physicochemical processes taking place at the nickel oxide electrode. The impedance of the nickel oxide electrode is dominated by three different phenomena: (i) a Ni(II)/Ni(III) reaction between 1.3 and 0.8 V; (ii) a double-layer impedance between 0.8 and 0.3 V; (iii) a hydrogen evolution reaction between 0.3 and 0.0 V.