Contraction et décontraction des décharges micro-ondes entretenues à la pression atmosphérique

Les colonnes de plasma entretenues par un champ électrique (continu ou alternatif) à haute pression (p > 10 Torr) sont affectées par les phénomènes de contraction (réduction de la section radiale de la décharge) et de filamentation (fragmentation de la section de plasma en plusieurs filaments). La compréhension de ces phénomènes ainsi que le développement d’une méthode pouvant les supprimer demeurent une étape essentielle pour l’optimisation de certains procédés plasma. Dans cette optique, un premier objectif de notre travail était de déterminer les mécanismes à l’origine de la contraction et de la filamentation dans les décharges créées dans des gaz rares. Ainsi, nous avons montré que dans les plasmas micro-ondes contractés la cinétique de la décharge est contrôlée par les ions moléculaires et que la contraction est liée à l’influence du gradient de la température du gaz sur la concentration de ces ions. De plus, nous avons mis en évidence que la filamentation apparaît lorsque l’inhomogénéité radiale du champ électrique devient importante. Dans un second temps, nous avons développé une méthode de décontraction et de défilamentation de la décharge, qui consiste à ajouter à une décharge initiale de gaz rare des traces d’un autre gaz rare de plus faible potentiel d’ionisation. Dans le cas des plasmas décontractés, nous avons démontré que la cinétique de la décharge n’est plus contrôlée par les ions moléculaires, ce qui confirme bien l’importance de ces ions dans la description de la contraction. Pour terminer, nous avons étendu à la pression atmosphérique la technique d’absorption optique de mesure de densité des états métastables et résonnants à l’aide d’une lampe spectrale, ce qui n’avait été réalisé jusqu’ici que pour des pressions inférieures à 10 Torr. Ces états jouent un rôle essentiel dans l’ionisation des décharges contractées alors que dans les décharges décontractées leur désexcitation par les atomes du gaz adjuvant est l’étape fondamentale du processus de changement de cinétique menant à la décontraction.

Etude spectroscopique d’un plasma micro-onde à la pression atmosphérique et son application à la synthèse de nanostructures

L’objectif de ce mémoire de maîtrise est de caractériser la distribution axiale des plasmas tubulaires à la pression atmosphérique créés et entretenus par une onde électromagnétique de surface ainsi que d’explorer le potentiel de ces sources pour la synthèse de matériaux et de nanomatériaux. Un précédent travail de thèse, qui avait pour objectif de déterminer les mécanismes à l’origine de la contraction radiale du plasma créé dans des gaz rares, a mis en lumière un phénomène jusque-là inconnu dans les plasmas d’onde de surface (POS). En effet, la distribution axiale varie différemment selon la puissance incidente ce qui constitue une différence majeure par rapport aux plasmas à pression réduite. Dans ce contexte, nous avons réalisé une étude paramétrique des POS à la pression atmosphérique dans l’Ar. À partir de nos mesures de densité électronique, de température d’excitation et de densité d’atomes d’Ar dans un niveau métastable (Ar 3P2), résolues axialement, nous avons conclu que le comportement axial de l’intensité lumineuse avec la puissance n’est pas lié à un changement de la cinétique de la décharge (qui est dépendante de la température des électrons et de la densité d’atomes d’Ar métastables), mais plutôt à une distribution anormale de dissipation de puissance dans le plasma (reliée à la densité d’électrons). Plus précisément, nos résultats suggèrent que ce dépôt anormal de puissance provient d’une réflexion de l’onde dans le fort gradient de densité de charges en fin de colonne, un effet plus marqué pour de faibles longueurs de colonnes à plasma. Ensuite, nous avons effectué une étude spectroscopique du plasma en présence de précurseurs organiques, en particulier le HMDSO pour la synthèse de matériaux organosiliciés et l’IPT pour la synthèse de matériaux organotitaniques. Les POS à la PA sont caractérisés par des densités de charges très élevées (>10^13 cm^-3), permettant ainsi d’atteindre des degrés de dissociation des précurseurs nettement plus élevés que ceux d'autres plasmas froids à la pression atmosphérique comme les décharges à barrière diélectrique. Dans de tels cas, les matériaux synthétisés prennent la forme de nanopoudres organiques de taille inférieure à 100 nm. En présence de faibles quantités d’oxygène dans le plasma, nous obtenons plutôt des nanopoudres à base d’oxyde de silicium (HMDSO) ou à base de titanate de silicium (IPT), avec très peu de carbone.

Tightened Lieb-Oxford Bound for Systems of Fixed Particle Number

The Lieb-Oxford bound is a constraint upon approximate exchange-correlation functionals. We explore a nonempirical tightening of that bound in both universal and electron number-dependent form. The test functional is PBE. Regarding both atomization energies (slightly worsened) and bond lengths (slightly improved), we find the PBE functional to be remarkably insensitive to the value of the Lieb-Oxford bound. This both rationalizes the use of the original Lieb-Oxford constant in PBE and suggests that enhancement factors more sensitive to sharpened constraints await discovery.

Edelgase in Enstatit-Chondriten

Zusammenfassung - Die vorliegende Dissertation beschreibt die massenspektrometrische Bestimmung der Edelgaskonzentrationen und -isotopenverhältnisse von insgesamt 47 Enstatit-Chondriten (E-Chondriten). E-Chondrite bilden eine Meteoritengruppe, die sich durch einen hohen Reduktionsgrad auszeichnet. Es gibt Hinweise darauf, dass sie im inneren Bereich des Sonnensystems entstanden. Ihre chemischen und mineralogischen Eigenschaften können daher auch Aufschluss über die Genese der terrestrischen Planeten geben. Die Edelgasmessungen hatten im wesentlichen die Berechnung von Bestrahlungsaltern sowie die Untersuchung der getrappten Edelgaskomponenten zum Ziel. Die Bestrahlungsalter der E-Chondrite liegen zwischen 0.5 und 50 Millionen Jahren. Eine zweifelsfreie Aussage über Häufungen in der Altersverteilung, die auf große Impaktereignisse auf dem Mutterkörper hinweisen könnten, lässt sich aufgrund der relativ hohen Unsicherheit der Alter (20 Prozent) nicht treffen.Etwa 10 Prozent der E-Chondrite enthalten signifikante solare Gasanteile. Alle zählen zum nicht-equilibrierten petrologischen Typ 3.In der elementaren Zusammensetzung der getrappten schweren Edelgase fällt auf, dass EH3-Chondrite (H für high iron) vorrangig ein stärker fraktioniertes (planetares), relativ Ar-armes Edelgasmuster aufweisen, während alle übrigen Typen E4-6 von einer sog. subsolaren, relativ Ar-reichen Signatur dominiert werden. Diese Verteilung und Zusammensetzung lassen sich nicht ohne weiteres mit dem Modell zur Entstehung der petrologischen Typen durch Metamorphose, wie es für die gewöhnlichen Chondrite formuliert wurde, erklären.

Non-Covalent Interaction: Revealed by Rotational Spectroscopy

The pulsed jet Fourier transform microwave spectroscopy have been applied to several molecular complexes involving H2O, freons, methane, carboxylic acids, and rare gas. The obtained results showcase the suitability of this technique for studying the intermolecular interactions. The rotational spectra of three water adducts of halogenated organic molecules, i.e. chlorotrifluoroethylene, isoflurane and alfa,alfa,alfa,-trifluoroanisole, have been investigated. It has been found that, the halogenation of the partner molecules definitely changes the way in which water will link to the partner molecule. Quadrupole hyperfine structures and/or the tunneling splittings have been observed in the rotational spectra of difluoromethane-dichloromethane, chlorotrifluorometane-fluoromethane, difluoromethane-formaldehyde and trifluoromethane-benzene. These features have been useful to describe their intermolecular interactions (weak hydrogen bonds or halogen bonds), and to size the potential energy surfaces of their internal motions. The rotational spectrum of pyridine-methane pointed out that methane prefers to locate above the ring and link to pyridine through a C-H•••π weak hydrogen bond, rather than the C-H•••n interaction. This behavior, typical of complexes of pyridine with rare gases, suggests classifying CH4, in relation to its ability to form molecular complexes with aromatic molecules, as a pseudo rare gas. The conformational equilibria of three bi-molecules of carboxylic acids, acrylic acid-trifluoroacetic acid, difluoroacetic acid-formic acid and acrylic acid-fluoroacetic acid have been studied. The increase of the hydrogen bond length upon H→D isotopic substitution (Ubbelohde effect) has been deduced from the elongation of the carboxylic carbons C•••C distance. The van der Waals complex tetrahydrofuran-krypton shows that the systematic doubling of the rotational lines has been attributed to the residual pseudo-rotation of tetrahydrofuran in the complex, based on the values of the Coriolis coupling constants, and on the type (mu_b) of the interstate transitions.

(Table 1) Concentrations and isotopic ratio of Argon in Cretaceous deep-sea basaltic glass of DSDP Hole 51-417D

The abundance and isotopic composition of rare gas in the mantle provides an important constraint on the origin and evolution of the Earth's atmosphere. One of sources of such information is basalts which erupted from ocean ridges. Ozima (1975, doi:10.1016/0016-7037(75)90054-X) stated that a high 40Ar/36Ar ratio in the mantle suggests sudden degassing at an early stage of the Earth's evolution. Several authors (Funkhouser et al., 1968, doi:10.1016/S0012-821X(68)80021-4; Darlymple and Moor, 1968, doi:10.1126/science.161.3846.1132) have reported excess 40Ar and high 40Ar/36Ar ratios in rapidly quenched rims of young deep-sea basalts. However, the Ar composition in old ridge basalts was not known. We report here a measurement of the isotopic composition of Ar in old deep-sea basalts. The Glomar Challenger drilled a Cretaceous ocean floor near the southern end of the Bermuda Rise in Deep Sea Drilling Project. The drilled site (Site 417) is on the magnetic anomaly MO which has been estimated to be 108 Myr old.

Argon composition and new combined chronologies of ODP Sites 185-1149 and 191-1179

Despite the different scientific objectives of Legs 185 and 191, the sedimentary sections recovered from Sites 1149 and 1179 are the two most complete sections recovered from the northwestern Pacific Basin by either the Deep Sea Drilling Project (DSDP) (i.e., Legs 6, 20, 32, and 86) or ODP (i.e., Legs 185 and 191). During Leg 185, a complete sedimentary section (410 m) and an additional 133 m of highly altered volcanic basement were recovered. The Miocene to Pleistocene section (i.e., upper ~150 m) recovered from Site 1149 includes lithostratigraphic Unit I (0-118.2 meters below sea floor [mbsf]) and Subunit IIA (118.2-149.5 mbsf) of Plank, Ludden, Escutia, et al. (2000, doi:10.2973/odp.proc.ir.185.2000) and consists of ash- and biogenic silica- bearing clay, radiolarian-bearing clay, silt-bearing clay, ash-bearing siliceous ooze, and diatomaceous clay, with numerous discrete volcanic ash layers (Plank, Ludden, Escutia, et al., 2000, doi:10.2973/odp.proc.ir.185.2000). During Leg 191, a near-continuous 375-m-thick sedimentary section was recovered in addition to 100 m of basaltic basement. The upper 221.5 m of the sedimentary section at Site 1179 (i.e., within lithostratigraphic Unit I of Kanazawa, Sager, Escutia et al. [2001, doi:10.2973/odp.proc.ir.191.2001]) consists of upper Miocene to Pleistocene clay- and radiolarian-bearing diatom ooze containing numerous discrete ash layers. The presence of discrete ash layers within the Miocene to Pleistocene sedimentary section at both Site 1149 and 1179 provides a unique opportunity to conduct 40Ar/39Ar ash chronology to refine the excellent magnetostratigraphic records (based on the scale of Berggren et al., 1995) obtained shipboard from both sites (Plank, Ludden, Escutia, et al., 2000, doi:10.2973/odp.proc.ir.185.2000; Kanazawa, Sager, Escutia, et al., 2001, doi:10.2973/odp.proc.ir.191.2001).In this data report we present the analytical results from the 40Ar/39Ar incrementally heated analyses and provide a new combined late Miocene to Pleistocene 40Ar/39Ar and magnetostratigraphic chronology for the northwestern Pacific.

Gas Phase Addition of Rare-earth Fullerenes with Benzene

Gas phase adduct of endohedral rare-earth fullerenes Nd@C-S2 with the ion system of benzene-[Nd@C-S2-C6H6](+) was observed for the first time by ion-molecular reaction under chemical ionization condition. The possible reaction passageway and molecular structures of this gas phase adduct were discussed and a parallel "reversed umbrella" pi-pi interaction complex of the [C6H6](+) ion reacting with the neutral rare-earth fullerenes Nd@C-S2 was considered to be much reasonable. The experimental result indicated that endohedral rare-earth fullerenes has relatively active reactivity and aromatic properties similar towards benzene molecular ion in gas phase.

Advanced arterial blood gas analysis in septic shock : a Singaporean nursing case review.

Introduction The admission to the Intensive Care Unit with a diagnosis of sepsis and/or septic shock is not uncommon. The aim of this article is to present a nursing case review of a patient admitted to the intensive care unit with a diagnosis of septic shock and the use of bedside acid–base formulae to inform clinical decision making. Method We chose to use a case review. This method is useful in reporting unusual or rare cases and is typically seen more in medicine than in nursing. Discussion The gentleman in question was a self-presentation with a short history of fever and worsening shortness of breath. His condition worsened where he required admission to the intensive care unit. The use of ‘advanced’ acid–base interpretation to guide his nursing care provided a platform from which to advance a deeper understanding of the intricacies the critically ill patient often presents. Conclusion The use of case review is enlightening in understanding the disease process and the decision-making that accompanies this. The lessons learnt are applicable to a wider nursing audience because understanding acid–base physiology is beneficial in supporting and advancing critical care nursing practice.

Isolation and characterization of charge-tagged phenylperoxyl radicals in the gas phase : direct evidence for products and pathways in low temperature benzene oxidation

The phenylperoxyl radical has long been accepted as a critical intermediate in the oxidation of benzene and an archetype for arylperoxyl radicals in combustion and atmospheric chemistry. Despite being central to many contemporary mechanisms underpinning these chemistries, reports of the direct detection or isolation of phenylperoxyl radicals are rare and there is little experimental evidence connecting this intermediate with expected product channels. We have prepared and isolated two charge-tagged phenyl radical models in the gas phase [i.e., 4-(N,N,N-trimethylammonium) phenyl radical cation and 4-carboxylatophenyl radical anion] and observed their reactions with dioxygen by ion-trap mass spectrometry. Measured reaction rates show good agreement with prior reports for the neutral system (k(2)[(Me3N+)C6H4 center dot + O-2] = 2.8 x 10(-11) cm(3) molecule(-1) s(-1), Phi = 4.9%; k(2)[(-O2C)C6H4 center dot + O-2] = 5.4 x 10(-1)1 cm(3) molecule(-1) s(-1), Phi = 9.2%) and the resulting mass spectra provide unequivocal evidence for the formation of phenylperoxyl radicals. Collisional activation of isolated phenylperoxyl radicals reveals unimolecular decomposition by three pathways: (i) loss of dioxygen to reform the initial phenyl radical; (ii) loss of atomic oxygen yielding a phenoxyl radical; and (iii) ejection of the formyl radical to give cyclopentadienone. Stable isotope labeling confirms these assignments. Quantum chemical calculations for both charge-tagged and neutral phenylperoxyl radicals confirm that loss of formyl radical is accessible both thermodynamically and entropically and competitive with direct loss of both hydrogen atom and carbon dioxide.