Functionalization of Si(111) surfaces and the formation of mixed monolayers for the covalent attachment of molecular catalysts in photoelectrochemical devices

The functionalization of silicon surfaces with molecular catalysts for proton reduction is an important part of the development of a solar-powered, water-splitting device for solar fuel formation. The covalent attachment of these catalysts to silicon without damaging the underlying electronic properties of silicon that make it a good photocathode has proven difficult. We report the formation of mixed monolayer-functionalized surfaces that incor- porate both methyl and vinylferrocenyl or vinylbipyridyl (vbpy) moieties. The silicon was functionalized using reaction conditions analogous to those of hydrosilylation, but instead of a H-terminated Si surface, a chlorine-terminated Si precursor surface was used to produce the linked vinyl-modified functional group. The functionalized surfaces were characterized by time-resolved photoconductivity decay, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), electro- chemical, and photoelectrochemical measurements. The functionalized Si surfaces were well passivated, exhibited high surface coverage and few remaining reactive Si atop sites, had a very low surface recombination velocity, and displayed little initial surface oxidation. The surfaces were stable toward atmospheric and electrochemical oxidation. The surface coverage of ferrocene or bipyridine was controllably varied from 0 up to 30% of a monolayer without loss of the underlying electronic properties of the silicon. Interfacial charge transfer to the attached ferrocene group was relatively rapid, and a photovoltage of 0.4 V was generated upon illumination of functionalized n-type silicon surfaces in CH₃CN. The immobilized bipyridine ligands bound transition metal ions, and thus enabled the assembly of metal complexes on the silicon surface. XPS studies demonstrated that [Cp∗Rh(vbpy)Cl]Cl, [Cp∗Ir(vbpy)Cl]Cl, and Ru(acac)₂vbpy were assembled on the surface. For the surface prepared with iridium, x-ray absorption spectroscopy at the Ir L_III edge showed an edge energy and post-edge features virtually identical to a powder sample of [Cp∗Ir(bipy)Cl]Cl (bipy is 2,2 ́-bipyridyl). Electrochemical studies on these surfaces confirmed that the assembled complexes were electrochemically active.

超分辨远场生物荧光成像——突破光学衍射极限

长期以来,远场光学荧光显微镜凭借其非接触、无损伤、可探测样品内部等优点,一直是生命科学中最常用的观测工具。但由于衍射极限的存在,使传统的宽场光学显微镜横向和纵向的分辨率分别仅约为230 nm和1000 nm。为了揭示细胞内分子尺度的动态和结构特征,提高光学显微镜分辨率成为生命科学发展的迫切要求,在远场荧光显微镜的基础上,科学家们已经发展出许多实用的提高分辨率甚至超越分辨率极限的成像技术。例如,采用横向结构光照明提高横向分辨率到约100 nm,利用纵向驻波干涉效应将纵向分辨率提高5~10倍。然而,直到在光学荧光显微镜中引入非线性效应后,衍射极限才被真正突破,如受激荧光损耗显微镜利用非线性效应实现了30~50 nm的三维分辨率。另外应用荧光分子之间能量转移共振原理以及单荧光分子定位技术也可以突破衍射极限,甚至可以将分子定位精度提高到几个纳米的量级。

Optical levitation measurements with intensity-modulated light beams

Illumination of an optically levitated particle with an intensity-modulated transverse beam induces a transverse vibration of a particle in an optical trap. Based on this, the trapping force of a trap can be measured. Using an intensity-modulated longitudinal levitating beam causes a particle to move vertically, allowing for the determination of some aerodynamic parameters of a particle in air. The principles and the experimental phenomena are described and the initial results are given. (C) 1997 Optical Society of America.

Phase imaging with partially coherent x rays

X-ray phase imaging with illumination by a partially coherent source with a setup similar to in-line holography is considered. Using the optical transform function, we consider the effects of partial coherence on this x-ray phase imaging for a weak phase object. The optimal contrast and the resolution of phase imaging are analyzed. As the coherence decreases, the imaging contrast and the optimal contrast frequency decrease, and the resolution degrades. It is shown that this contrast-enhanced phase-imaging method can be regarded as a linear bandpass filter and that the bandwidth and the image contrast are changeable. The frequency property of the imaging system can be improved if an incoherent x-ray source with the proper shape is used. (C) 1999 Optical Society of America.

Análise da aplicação do regulamento técnico da qualidade do nível de eficiência energética no prédio do IBAM

A racionalização do uso da energia elétrica nas edificações é um assunto atual e de grande importância face ao grande impacto ambiental produzido. O consumo de energia elétrica no Brasil nas edificações residenciais, comerciais, de serviços e públicas é bastante significativo. Calcula-se que quase 50% da energia elétrica produzida no país seja consumida não só na operação e manutenção das edificações como também nos sistemas artificiais, que proporcionam conforto ambiental para seus usuários como iluminação, climatização e aquecimento de água. O Regulamento Técnico de Qualidade do Nível de Eficiência Energética de Edifícios Comerciais e Serviços e Públicos, RQT-C do INMETRO surge como uma contribuição à etiquetagem do nível de eficiência energética das edificações de uso coletivo. Para a determinação da eficiência são considerados três requisitos: envoltória da edificação, sistema de iluminação e sistema de condicionamento de ar. Todos os requisitos têm cinco níveis de eficiência que variam de A (mais eficiente) até E (menos eficiente), que associados com algumas bonificações (uso da energia solar, ventilação natural, etc.) tornam possível a atribuição de uma classificação geral para o edifício em seu todo. Neste trabalho objetivou-se avaliar esse desempenho energético para o prédio do Instituto Brasileiro de Adminstração Municipal -IBAM, situado na cidade do Rio de Janeiro, de concepção modernista. Foi mostrado como as decisões arquitetônicas tomadas e o uso da ventilação natural podem influenciar na avaliação de sua eficiência energética.

A reparação do dano causado por membro indeterminado de um grupo: por uma relação de complementaridade entre o seguro e a responsabilidade civil

O dano e sua causa apresentam-se, em conjunto, como um dilema inerente a uma sociedade que incorporou o risco como produto do seu próprio desenvolvimento. Desde tempos imemoriais a solidariedade figura como instrumento imprescindível à composição das diferentes formas possíveis para minimizar os efeitos negativos do implemento de um risco seja através da transferência de suas consequências econômicas para quem, por sua atividade o produziu ou, esteja melhor preparado para suportá-lo. Entretanto, as formas privadas tradicionais, isoladamente mostram-se insuficientes para responder satisfatoriamente à necessidade de reparação dos danos na atualidade. Isto porque, via de regra, os instrumentos para tal foram desenvolvidas em uma perspectiva individual, tendo como premissa a identificação da causa do dano e, a partir daí, a possibilidade de imputação de responsabilidade. Contemporaneamente, contudo, os danos usualmente resultam de causas múltiplas e, mesmo quando decorrem de causa única, essa pode estar relacionada a um conjunto de agentes, de forma a não ser possível a individuação do ofensor. Neste contexto, torna-se imprescindível a construção de uma noção jurídica de causalidade, apta a solucionar questões críticas, tais como a do dano causado por membro indeterminado de um grupo. Esta noção, por seu turno, requer uma base solidária mais aprofundada, de sorte a permitir a reparação do dano injusto sofrido pela vítima, sem arruinar o ofensor. Afirma-se, então, que a reparação integral dos danos em uma sociedade de risco depende de uma nova concepção acerca da solidariedade: a solidariedade global. E, indo além, a fase atual impõe a necessidade de se repensar a própria base do sistema de responsabilidade civil, como decorrência necessária de uma nova orientação jus-filosófica, inspirada por valores personalistas e solidaristas e também em razão da própria evolução social que potencializou os problemas que gravitam em torno da solidariedade e do risco, notadamente em razão da coletivização das causas dos danos. Assim, se há cada vez mais solidariedade nas causas e nos danos, deve haver também solidariedade na reparação. Nessa perspectiva, a presente dissertação tratará da coletivização da responsabilidade civil em relação à causa dos danos, na hipótese de responsabilidade grupal, e em referência à reparação dos danos em uma perspectiva convergente dos institutos do seguro e da responsabilidade civil.

合成孔径激光成像雷达(Ⅱ):空间相位偏置发射望远镜

报道一种可以进行空间相位偏置的光学望远镜,用作合成孔径激光成像雷达中的光学发射天线。在望远镜内放置相位调制平板,控制望远镜的离焦量和位相调制平板的相位函数,能够在激光望远镜的照明区产生可控制的附加空间相位二次项,灵活改变激光照明波前,以在目标回波接收信号中产生雷达运动方向上的所需的二次项相位历程,因此能够实现特定的方位向成像分辨率。

Cultivation methods for Lemnaceae [Translation from: Wiadomosci Botaniczne 7(2) 153-164, 1963]

Representatives from the family of Lemnaceae (duckweed) make ideal experimental material for research into a succession of phytophysiological processes with regard to growth rate and vegetative reproduction. They are also easy to maintain in sterile cultures. Lemnaceae belong to the higher flowering plants (flowers are rarely produced), however they are distinguished by a much simplified morphological and anatomical structure. As water plants they possess the advantage, that they can be cultivated in synthetic media under laboratory conditions controlled by the application of both a known light intensity and temperature. This paper describes experimental research of growth of Lemnaceae in different conditions. Some of the variables were mineral media, illumination and aeration.

Two-step digit-set-restricted modified signed-digit addition-subtraction algorithm and its optoelectronic implementation

A novel, to our knowledge, two-step digit-set-restricted modified signed-digit (MSD) addition-subtraction algorithm is proposed. With the introduction of the reference digits, the operand words are mapped into an intermediate carry word with all digits restricted to the set {(1) over bar, 0} and an intermediate sum word with all digits restricted to the set {0, 1}, which can be summed to form the final result without carry generation. The operation can be performed in parallel by use of binary logic. An optical system that utilizes an electron-trapping device is suggested for accomplishing the required binary logic operations. By programming of the illumination of data arrays, any complex logic operations of multiple variables can be realized without additional temporal latency of the intermediate results. This technique has a high space-bandwidth product and signal-to-noise ratio. The main structure can be stacked to construct a compact optoelectronic MSD adder-subtracter. (C) 1999 Optical Society of America.

Nonvolatile holograms in LiNbO3 : Fe : Cu by use of the bleaching effect

We report our observation of a bleaching effect under an ultraviolet exposure in LiNbO3:Fe:Cu crystals. Two three-step recording-transferring-fixing schemes are proposed to record nonvolatile photorefractive holograms in such crystals. In the schemes two red laser beams and an ultraviolet illumination are used selectively to write the charge grating in the shallow-level Fe centers, to develop the charge grating in the deep-level Cu centers by transferring the charge grating in the Fe centers, and to fix only the charge grating in the Cu centers for unerasable read-out. Experimental results, verifications, and an optimal recording scheme are given. A comparison of the lithium niobate crystals of the same double-doping system of Fe:Mn, Ce:Mn, Ce:Cu, and Fe:Cu is outlined. (C) 2002 Optical Society of America.

Parallel optical negabinary signed-digit computing: algorithm and optical implementation

Negabinary is a component of the positional number system. A complete set of negabinary arithmetic operations are presented, including the basic addition/subtraction logic, the two-step carry-free addition/subtraction algorithm based on negabinary signed-digit (NSD) representation, parallel multiplication, and the fast conversion from NSD to the normal negabinary in the carry-look-ahead mode. All the arithmetic operations can be performed with binary logic. By programming the binary reference bits, addition and subtraction can be realized in parallel with the same binary logic functions. This offers a technique to perform space-variant arithmetic-logic functions with space-invariant instructions. Multiplication can be performed in the tree structure and it is simpler than the modified signed-digit (MSD) counterpart. The parallelism of the algorithms is very suitable for optical implementation. Correspondingly, a general-purpose optical logic system using an electron trapping device is suggested. Various complex logic functions can be performed by programming the illumination of the data arrays without additional temporal latency of the intermediate results. The system can be compact. These properties make the proposed negabinary arithmetic-logic system a strong candidate for future applications in digital optical computing with the development of smart pixel arrays. (C) 1999 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers. [S0091-3286(99)00803-X].

Symmetry of the Talbot effect and its applications

The Talbot effect is one of the most basic optical phenomena that has received extensive investigations both because its new results provide us more understanding of the fundamental Fresnel diffraction and also because of its wide applications. We summarize our recent results on this subject. Symmetry of the Talbot effect, which was reported in Optics Communications in 1995, is now realized as the key to reveal other rules for explanation of the Talbot effect for array illumination. The regularly rearranged-neighboring-phase-differences (RRNPD) rule, a completely new set of analytic phase equations (Applied Optics, 1999), and the prime-number decomposing rule (Applied Optics, 2001) are the newly obtained results that reflect the symmetry of the Talbot effect in essence. We also reported our results on the applications of the Talbot effect. Talbot phase codes are the orthogonal codes that can be used for phase coding of holographic storage. A new optical scanner based on the phase codes for Talbot array illumination has unique advantages. Furthermore, a novel two-layered multifunctional computer-generated hologram based on the fractional Talbot effect was proposed and implemented (Optics Letters, 2003). We believe that these new results should bring us more new understanding of the Talbot effect and help us to design novel optical devices that should benefit practical applications. (C) 2004 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

Condições de trabalho e saúde dos trabalhadores de enfermagem que atuam em clínica médica

Trata-se de um estudo descritivo cujo objeto é a saúde dos trabalhadores de enfermagem e sua relação com as condições de trabalho em enfermarias de clínica médica, desenvolvido em um Hospital Universitário na cidade do Rio de Janeiro. Os objetivos orientaram para: caracterizar o perfil profissional dos trabalhadores de enfermagem; identificar, na perspectiva dos trabalhadores de enfermagem, as condições de trabalho e os fatores de risco à saúde existentes nas enfermarias de clínica médica; analisar os problemas de saúde identificados pelo trabalhador de enfermagem e a sua relação com as condições de trabalho por ele descrita em enfermarias de clínica médica. A pesquisa foi realizada no período de 2004 a 2005. O referencial teórico fundamentou-se nos estudos de especialistas das áreas de ergonomia, saúde do trabalhador e riscos no trabalho de enfermagem. A população foi de 41 trabalhadores de enfermagem que atuam nas unidades especializadas de clínica médica, sendo 73,2% de servidores públicos e 26,8% de prestadores de serviço temporário e bolsistas; a faixa etária predominante é de 40 a 49 anos; 73% são do sexo feminino; 90% com dupla e tripla jornada, com carga horária semanal de mais de 50 horas. Os riscos ocupacionais percebidos foram: manutenção de posturas inadequadas, esforço físico que produz fadiga, ritmo de trabalho acelerado, manipulação de cargas pesadas, risco de contrair infecção, temperatura inadequada, falta de materiais e insumos e iluminação insuficiente. Os problemas de saúde relacionados com as condições de trabalho foram: distúrbios osteomusculares, varizes e estresse. Os trabalhadores se interessam pela prevenção de riscos ocupacionais, porém não participam na instituição, da elaboração das políticas e estratégias na área de saúde do trabalhador. Com os resultados deste estudo e o respaldo da literatura, pode-se concluir que os problemas de saúde e condições de trabalho estão inter-relacionados; que a carga horária excessiva devido a dupla e tripla jornada, acrescido do cuidado com os filhos, idosos e afazeres domésticos, sem a prática regular de cuidados com sua saúde, tornam esses sujeitos mais vulneráveis a problemas de saúde.

Nonvolatile photorefractive holograms in LiNbO3 : Cu : Ce crystals

We report experimental and theoretical studies of nonvolatile photorefractive holographic recording in LiNbO3:Cu:Ce crystals with two illumination schemes: (1) UV light for sensitization and a red interfering pattern for recording and (2) blue light for sensitization and a red pattern for recording. The results show that the oxidized LiNbO3:Cu:Ce crystals can provide high, persistent refractive-index modulation with weak lightinduced scattering. The optimal working conditions and the prescription for doping and oxidation-reduction processing that yields the maximum refractive-index modulation are discussed. (C) 2000 Optical Society of America OCIS codes: 050.7330, 190.5330, 090.2900.

Measurement technique for in situ characterizing aberrations of projection optics in lithographic tools

As the feature size decreases, degradation of image quality caused by wavefront aberrations of projection optics in lithographic tools has become a serious problem in the low-k1 process. We propose a novel measurement technique for in situ characterizing aberrations of projection optics in lithographic tools. Considering the impact of the partial coherence illumination, we introduce a novel algorithm that accurately describes the pattern displacement and focus shift induced by aberrations. Employing the algorithm, the measurement condition is extended from three-beam interference to two-, three-, and hybrid-beam interferences. The experiments are performed to measure the aberrations of projection optics in an ArF scanner. (C) 2006 Optical Society of America.