Semiconductor to metal transition in bilayer phosphorene under normal compressive strain

Phosphorene, a two-dimensional analog of black phosphorous, has been a subject of immense interest recently, due to its high carrier mobilities and a tunable bandgap. So far, tunability has been predicted to be obtained with very high compressive/tensile in-plane strains, and vertical electric field, which are difficult to achieve experimentally. Here, we show using density functional theory based calculations the possibility of tuning electronic properties by applying normal compressive strain in bilayer phosphorene. A complete and fully reversible semiconductor to metal transition has been observed at similar to 13.35% strain, which can be easily realized experimentally. Furthermore, a direct to indirect bandgap transition has also been observed at similar to 3% strain, which is a signature of unique band-gap modulation pattern in this material. The absence of negative frequencies in phonon spectra as a function of strain demonstrates the structural integrity of the sheets at relatively higher strain range. The carrier mobilities and effective masses also do not change significantly as a function of strain, keeping the transport properties nearly unchanged. This inherent ease of tunability of electronic properties without affecting the excellent transport properties of phosphorene sheets is expected to pave way for further fundamental research leading to phosphorene-based multi-physics devices.

VAM Applied to Dimensional Reduction of Nonlinear Multifunctional Film-fabric Laminates

This work aims at asymptotically accurate dimensional reduction of non-linear multi-functional film-fabric laminates having specific application in design of envelopes for High Altitude Airships (HAA). The film-fabric laminate for airship envelope consists of a woven fabric core coated with thin films on each face. These films provide UV protection and Helium leakage prevention, while the core provides required structural strength. This problem is both geometrically and materially non-linear. To incorporate the geometric non-linearity, generalized warping functions are used and finite deformations are allowed. The material non-linearity is handled by using hyper-elastic material models for each layer. The development begins with three-dimensional (3-D) nonlinear elasticity and mathematically splits the analysis into a one-dimensional through-the-thickness analysis and a two-dimensional (2-D) plate analysis. The through-the-thickness analysis provides the 2-D constitutive law which is then given as an input to the 2-D reference surface analysis. The dimensional reduction is carried out using Variational Asymptotic Method (VAM) for moderate strains and very small thickness-to-wavelength ratio. It features the identification and utilization of additional small parameters such as ratio of thicknesses and stiffness coefficients of core and films. Closed form analytical expressions for warping functions and 2-D constitutive law of the film-fabric laminate are obtained.

Quantitative In Situ Analysis of Deformation in Sliding Metals: Effect of Initial Strain State

Using in situ, high-speed imaging of a hard wedge sliding against pure aluminum, and image analysis by particle image velocimetry, the deformation field in sliding is mapped at high resolution. This model system is representative of asperity contacts on engineered surfaces and die-workpiece contacts in deformation and machining processes. It is shown that large, uniform plastic strains of 1-5 can be imposed at the Al surface, up to depths of 500 mu m, under suitable sliding conditions. The spatial strain and strain rate distributions are significantly influenced by the initial deformation state of the Al, e.g., extent of work hardening, and sliding incidence angle. Uniform straining occurs only under conditions of steady laminar flow in the metal. Large pre-strains and higher sliding angles promote breakdown in laminar flow due to surface fold formation or flow localization in the form of shear bands, thus imposing limits on uniform straining by sliding. Avoidance of unsteady sliding conditions, and selection of parameters like sliding angle, thus provides a way to control the deformation field. Key characteristics of the sliding deformation such as strain and strain rate, laminar flow, folding and prow formation are well predicted by finite element simulation. The deformation field provides a quantitative basis for interpreting wear particle formation. Implications for engineering functionally graded surfaces, sliding wear and ductile failure in metals are discussed.

A hybrid finite element formulation for flexible multibody dynamics

This work deals with the transient analysis of flexible multibody systems within a hybrid finite element framework. Hybrid finite elements are based on a two-field variational formulation in which the displacements and stresses are interpolated separately yielding very good coarse mesh accuracy. Most of the literature on flexible multibody systems uses beam-theory-based formulations. In contrast, the use of hybrid finite elements uses continuum-based elements, thus avoiding the problems associated with rotational degrees of freedom. In particular, any given three-dimensional constitutive relations can be directly used within the framework of this formulation. Since the coarse mesh accuracy as compared to a conventional displacement-based formulation is very high, the scheme is cost effective as well. A general formulation is developed for the constrained motion of a given point on a line manifold, using a total Lagrangian method. The multipoint constraint equations are implemented using Lagrange multipliers. Various kinds of joints such as cylindrical, prismatic, and screw joints are implemented within this general framework. Hinge joints such as spherical, universal, and revolute joints are obtained simply by using shared nodes between the bodies. In addition to joints, the formulation and implementation details for a DC motor actuator and for prescribed relative rotation are also presented. Several example problems illustrate the efficacy of the developed formulation.

Phase-variable surface structures are required for infection of Campylobacter jejuni by bacteriophages.

This study characterizes the interaction between Campylobacter jejuni and the 16 phages used in the United Kingdom typing scheme by screening spontaneous mutants of the phage-type strains and transposon mutants of the sequenced strain NCTC 11168. We show that the 16 typing phages fall into four groups based on their patterns of activity against spontaneous mutants. Screens of transposon and defined mutants indicate that the phage-bacterium interaction for one of these groups appears to involve the capsular polysaccharide (CPS), while two of the other three groups consist of flagellatropic phages. The expression of CPS and flagella is potentially phase variable in C. jejuni, and the implications of these findings for typing and intervention strategies are discussed.

Autoridad teológica de los acontecimientos históricos : perplejidades sobre un lugar teológico

Resumen: El artículo ofrece reflexiones acerca de la “fuerza argumentativa” (M. Cano) de la historia humana en teología. En primer lugar, presenta la situación actual de la discusión, sin progresos ulteriores a los debates conciliares. En segundo lugar, destaca la cuestión de fondo: qué tipo de autoridad la teología reconoce a los acontecimientos históricos discernidos en el Espíritu en el marco orgánico de los demás lugares teológicos según la tradición metodológica que se remonta a Melchor Cano. En un tercer momento plantea su desarrollo en América Latina. En esta región es donde este tipo de metodología tuvo mayores progresos, pero no sin controversias. Por último, sitúa este aporte en el marco de otros trabajos, esboza un listado de contenidos teológicos que favorecen esta perspectiva y, finalmente, destaca la importancia de estas ideas para el desarrollo de la doctrina de la Iglesia y del pensar creyente.

Bending solution of high-order refined shear deformation-theory for rectangular composite plates

A new high-order refined shear deformation theory based on Reissner's mixed variational principle in conjunction with the state- space concept is used to determine the deflections and stresses for rectangular cross-ply composite plates. A zig-zag shaped function and Legendre polynomials are introduced to approximate the in-plane displacement distributions across the plate thickness. Numerical results are presented with different edge conditions, aspect ratios, lamination schemes and loadings. A comparison with the exact solutions obtained by Pagano and the results by Khdeir indicates that the present theory accurately estimates the in-plane responses.

Lessons from the breeding program on common carp in Hungary

Common carp is one of the most important cultured freshwater fish species in the world. Its production in freshwater areas is the second largest in Europe after rainbow trout. Common carp production in Europe was 146,845 t in 2004 (FAO Fishstat Plus 2006). Common carp production is concentrated mainly in Central and Eastern Europe. In Hungary, common carp has been traditionally cultured in earthen ponds since the late 19th century, following the sharp drop in catches from natural waters, due to the regulation of main river systems. Different production technologies and unintentional selection methods resulted in a wide variety of this species. Just before the intensification of rearing technology and the exchange of stocking materials among fish farms (early sixties), “landraces” of carp were collected from practically all Hungarian fish farms into a live gene bank at the Research Institute for Fisheries, Aquaculture and Irrigation (HAKI) at Szarvas (Bakos and Gorda 1995; Bakos and Gorda 2001). In order to provide highly productive hybrids for production purposes starting from 1964, different strains and crosses between Hungarian landraces were created and tested. During the last 40 years, approximately 150 two-, three-, and four-line hybrids were produced. While developing parental lines, methods of individual selection, inbreeding, backcrossing of lines, gynogenesis and sex reversal were used. This breeding program resulted in three outstanding hybrids: “Szarvas 215 mirror” and “Szarvas P31 scaly” for pond production, and “Szarvas P34 scaly” for angling waters. Besides satisfying the needs of industry, the live gene bank helped to conserve the biological diversity of Hungarian carp landraces. Fifteen Hungarian carp landraces are still maintained today in the gene bank. Through exchange programs fifteen foreign carp strains were added to the collection from Central and Eastern Europe, as well as Southeast Asia (Bakos and Gorda 2001). Besides developing the methodology to maintain live specimens in the gene bank, the National Carp Breeding Program has been initiated in cooperation with all the key stakeholders in Hungary, namely the National Association of Fish Producers (HOSZ), the National Institute for Agricultural Quality Control (OMMI), and the Research Institute for Fisheries, Aquaculture and Irrigation (HAKI). In addition, methodologies or technologies for broodstock management and carp performance testing have been developed. This National Carp Breeding Program is being implemented successfully since the mid-1990s.

Die Anwendung molekulargenetischer Verfahren in der fischereiwissenschaftlichen Forschung - Trennung von Fischpopulationen

The discrimination of stocks and separate reproductive units within fish species to facilitate fisheries management based on biological data has always been a challenge to fisheries biologists. We describe the use of three different molecular genetic techniques to detect genetic differences between stocks and closely related species. Direct sequencing of the mitochondrial ND3 gene describes the relationship between different aquaculture strains and natural populations of rainbow trout and revealed genetic homogeneity within the hatchery strains. Microsatellite analyses were used to explore the differences between redfish species from the genus Sebastes and to verify populations structure within S. mentella and S. marinus. This lead to an un equivocal discrimination of the species and an indication of populations structure within those species in the North Atlantic. The Amplified Fragment Length Polymorphisum (AFLP) methodology revealed genetic differences between Baltic and North Sea dap (Limanda limanda)and a possible population structure within the North Sea.

Lehiaketa motor baten direkzio piparen diseinua

[EU]Hurrengo orrialdeetan aurkezten den proiektu honetan, lehiaketa motor baten direkzio piparen diseinua proposatzen da zeinak Moto Engineering Foundation fundazioak sustatutako nazioarteko Motostudent txapelketan parte hartzeko motorrera egokituta egon beharko den. Honako helburu honekin beraz, direkzio piparen diseinu egoki bat egin ahal izateko piezak sufrituko dituen karga egoerak aurreikusi beharko ditugu hauen arabera jasan beharreko tentsio egoerak aztertu ahal izateko. Piezaren tentsioen analisia aurrera eraman beharko da beraz, diseinaturiko piezaren funtzionamendu egokia ziurtatu ahal izateko. Historian zehar existitutako diseinu modelo ezberdinak eta baita gaur egunean gehien erabilitakoak ere aurkeztu eta gero, gure kasura hobekien moldatuko zaion adibidetik ekingo zaio diseinuari, aldez aurretik eskuratutako datu eta errodamenduetatik abiatuz. Horrenbestez, oinarritzat hartutako direkzio sistema modeloa eta bestelako elementuen neurriak datutzat hartuta, tija zein norabide ardatzarena esate baterako, direkzio piparen hasierako geometria definituko da. Eskuragarri ditugun analisi metodo ezberdinak aztertu eta gure kasura hobekien moldatzen dena aukeratu eta eraikitako piezari aplikatuko zaio. Lorturiko emaitzen arabera hasiera batean planteaturiko diseinua onartu edo baztertzea erabaki beharko dugu. Beraz, gure diseinua optimizatuz joateko aukera izango dugu, baldintzak eta betebeharrak egiztatuko dituen amaierako pieza diseinua lortu arte. Bukatzeko, proiektuari itxiera emango dion atala aurkeztuko da, hala nola, proiektuaren garapenean zehar lorturiko emaitzak eta ondorioak biltzen dituen atala non lorturiko direkzio piparen funtzionamendu egokia bermatzen dituzten parametroak aurkeztuko diren. Gainera, direkzio sistemaren funtsezko atala izango diren errodamenduen kalkulu eta aukeraketa bideratuko da baita ere.

Papel das hemaglutininas 67-72p de Corynebacterium diphtheriae na ligação a proteínas plasmáticas, superfícies celulares, invasão e indução de apoptose

Corynebacterium diphtheriae pode ser isolado tanto de quadros de difteria clássica, quanto de infecções sistêmicas, como endocardite. O fibrinogênio (Fbn) e a fibronectina (Fn) são glicoproteínas presentes na matriz extracelular de tecidos conjuntivos. A influência destas proteínas na patogênese das infecções locais e invasivas causadas por C. diphtheriae é objeto de estudo devido ao fato do bacilo diftérico poder ser encontrado em lesões nas quais o Fbn e a Fn são predominantes, incluindo a pseudomembrana diftérica e vegetações cardíacas presentes na endocardite infecciosa. São crescentes as evidências de que o C. diphtheriae pode, além de aderir, ser internalizado por células em cultura. No presente estudo, investigou-se a participação de C. diphtheriae e das proteínas de superfície 67-72p na aderência à Fn e ao Fbn de plasma humano e a eritrócitos. A aderência às células HEp-2 e internalização também foram analisadas. A participação de 67-72p nos mecanismos de morte celular foi avaliada através das colorações por Azul de Tripan e 46-diamidino-2-fenil indol (DAPI), pelo ensaio de redução utilizando dimetil-tiazol-difenil tetrazólio (MTT) e por citometria de fluxo. As 67-72p foram extraídas da superfície da amostra toxigênica C. diphtheriae subsp. mitis CDC-E8392 através de processos mecânicos e precipitação com sulfato de amônio saturado. Análises por SDS-PAGE e immunoblotting detectaram a presença das bandas protéicas de 67 e 72kDa nas amostras toxinogênicas e atoxinogênicas analisadas, as quais pertenciam aos biotipos fermentador e não fermentador de sacarose. C. diphtheriae foi capazes não só de formar agregados na presença de plasma de coelho, mas também de converter Fbn em fibrina independentemente da presença do gene tox. No entanto, a amostra atoxinogênica ATCC 27010 (tox-) foi menos aderente ao Fbn do que a homóloga ATCC 27012 (tox+). A interação bacteriana com eritrócitos foi inibida somente pela Fn. Ligações entre Fn e/ou Fbn com 67-72p foram demonstradas por dot blotting, ELISA e/ou ensaios utilizando fluorescência. As 67-72p foram capazes de inibir as interações bacterianas com o Fbn, indicando que 67-72p podem participar do processo de aderência do patógeno aos tecidos do hospedeiro. Através da microscopia óptica, demonstrou-se a ligação de 67-72p adsorvidas em microesferas de látex com células HEp-2. Anticorpos de coelho do tipo IgG anti 67-72p interferiram somente com a expressão do padrão de aderência do tipo difuso, normalmente apresentado pela amostra CDC-E8392. A Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e a inibição da internalização bacteriana pela IgG anti 67-72p ou por 67-72p indicaram o papel de 67-72p como invasina. Alterações do citoesqueleto de células HEp-2 com acumulação de actina polimerizada, induzida por microesferas sensibilizadas com 67-72p, foi observada pelo fluorescent actin staining (FAS) test. Foi visualizado um aumento no número de bactérias viáveis no compartimento intracelular após tratamento de células HEp-2 ou dos microrganismos com Fn. A presença de partículas de látex adsorvidas com 67-72p no interior de vacúolos frouxos em células HEp-2 sugeriu que estas proteínas podem causar efeito citotóxico. A avaliação através das colorações com Azul de Tripan, DAPI e os ensaios de redução utilizando MTT demonstraram um decréscimo na viabilidade de células tratadas com 67-72p. As mudanças morfológicas observadas 3 horas após o início do tratamento com 67-72p incluíram vacuolização, fragmentação nuclear e formação de corpúsculos apoptóticos. A citometria de fluxo revelou um decréscimo de 15,13% no volume/tamanho de células tratadas com 67-72p. Além disso, o ensaio utilizando Iodeto de Propídio (IP) e Anexina V (AV)-FITIC demonstrou que havia 66,1% de células vivas (IP-/AV-), 16,6% de células em apoptose inicial (IP-/AV+) e 13,8% de células em apoptose tardia ou necrose secundária. Em conclusão, as 67-72p estão diretamente envolvidas na interação com Fn e Fbn. As proteínas não fimbriais 67-72p são hemaglutininas implicadas na aderência a células respiratórias e na internalização. Além disso, estas proteínas podem atuar como fatores de virulência em potencial para induzir apoptose de células epiteliais nos estágios iniciais da difteria e nas infecções invasivas causadas pelo C. diphtheriae

Kautxu birziklatuzko materialek inpaktura duten erantzunaren simulazioa.

[EU]Ondorengo lanean ingeniaritzaren eremuan aurkitzen den eginkizunik garrantzitsuenetako bat egingo da: material berri bat karakterizatu. Hau da, errealitatean ikusten duguna era matematiko batean idatzi, edo beste era batean esanda, modelo matematiko bat lortu. Jorratuko den materiala kautxu birziklatua izango da, pneumatiko zaharretatik abiatuz egiten dena. Material honek, besteak beste, hurrengo abantailak ditu: produzitzeko erraza (beraz, prezio ekonomikoak, lehengaiak hondakin solidoak direla ikusita) eta inpakturako erantzun ona. Kautxu hau, beste erabileren artean, segurtasun-errailetan erabiltzen da, moto-gidariak ebaketetatik babesteko. Modelo matematikoa edo konstitutiboa lortzeko, lege hiperelastiko eta biskoelastikoetatik abiatuz, portaera bisko-hiperelastikorako lege bat proposatuko da. Lege hau deformazio handietarako eta deformazio abiadura handietarako aplikatu egingo da. Honen oinarria aurreko urteetan eskola honetako beste ikasleek eginiko gradu eta karrera amaierako lanak izango dira. Behin hau izanda, elementu finituetako software baten bidez simulatuko da, eta emaitza numerikoak esperimentalekin alderatuko dira. Honen bidez, modeloa hobetu ahal izango dugu, zehaztasun gehiago lortzeko asmoz.

Influência de pré-tratamentos de células epiteliais com penicilina e eritromicina na aderência e na viabilidade intracelular de Corynebacterium diphtheriae

A difteria é uma síndrome toxêmica causada pelo Corynebacterium diphtheriae. Embora programas de imunização mantenham a doença sob controle em países desenvolvidos, a difteria ainda permanece endêmica em diversas partes do mundo, especialmente em indivíduos parcialmente imunizados para toxina diftérica. Junto a isso, nos últimos 20 anos, tem-se observado a ocorrência crescente de quadros de infecções sistêmicas causados por cepas atoxinogênicas. A penicilina e eritromicina são as principais drogas de escolha no tratamento destas infecções, entretanto, a escassez de trabalhos reavaliando a terapia de escolha e a influência dos antibióticos no processo de interação bacteriana com células epiteliais humanas são escassos, logo compreendem aspectos que justificam o presente estudo. O objetivo principal deste projeto consiste na análise da influência do pré-tratamento de células epiteliais Hep-2 com os antimicrobianos penicilina e eritromicina na colonização e viabilidade intracelular de amostras de C. diphtheriae. As monocamadas foram submetidas ao tratamento prévio com doses séricas terapêuticas de penicilina (5g mL1) e eritromicina (1,92 g mL1) por 24 horas e os antibióticos foram removidos por lavagens com PBS antes da interação com a suspensão bacteriana (MOI de 107). Três horas após a infecção, o padrão de aderência foi investigado como também, realizada a análise das bactérias viáveis associadas e internalizadas nas monocamadas. O pré-tratamento com penicilina induziu a formação de perfil de aderência difuso (AD) pelas amostras estudadas. Microorganismos que normalmente apresentam padrão de aderência localizado (AL) passaram a expressar perfil (AD) após pré-tratamento das camadas com ambos antimicrobianos. A expressão do tipo agregativo (AA) não foi influenciada pela presença de eritromicina. A penicilina e a eritromicina reduziram o número de bactérias viáveis associadas às células HEp-2 na maioria das oportunidades. Entretanto, a penicilina interferiu em maior magnitude nesse processo. As três amostras invasoras de C. diphtheriae (HC01, HC04 e BR5015), apresentaram maior capacidade de sobrevivência no compartimento intracelular, independente do pré-tratamento. A expressão dos perfis de aderência assim como a capacidade de sobrevivência no compartimento intracelular frente aos antimicrobianos testados mostraram-se independentes da produção de toxina e dos percentuais de associação com as células HEp-2. Foi observada uma maior eficiência da eritromicina na eliminação de bactérias viáveis internalizadas reforçando a utilização clínica da eritromicina tanto no tratamento de pacientes quanto na erradicação do estado de portador. Novos estudos serão desenvolvidos para investigar alterações na expressão de fatores de virulência por amostras de C. diphtheriae na interação com células HEp-2 pré-tratadas com antimicrobianos e a influência sobre a evolução clínica das infecções por corinebactérias

Estudio comparativo de diferentes soluciones de unión en estructuras de madera.

[ES]El encargado como redactor del estudio de este proyecto es el alumno de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Bilbao, Pello Intxausti Rodriguez. Dicho proyecto, se encargará del análisis de diferentes tipos de juntas de madera laminada disponibles para una misma dificultad. Para ello, se diseñará una cercha tipo Warren (Figura 3) con el fin de hacer un estudio de esfuerzos del sistema y posteriormente se diseñarán distintas uniones para poder adoptar la solución más adecuada. Se empezará por la descripción del conflicto. La situación de la cercha en cuestión, el estudio climatológico y topográfico forman parte de este apartado. Se continuará con el estudio de diferentes soluciones de unión adoptables y la metodología que se va a seguir en el curso del proyecto, con objeto de poder encontrar una solución satisfactoria.

Análise do perfil de genes relacionados ao SST5 e SST6, formação de biofilme e invasão em cepas de Escherichia coli enteroagregativa

A Escherichia coli enteroagregativa (EAEC) é um patotipo emergente e heterogêneo que causa a diarréia aguda ou persistente em indivíduos de diferentes faixas etárias e em pacientes imunocomprometidos. Além disso, EAEC é um dos principais agentes etiológicos da diarréia dos viajantes. O padrão de aderência agregativa de EAEC está associado ao plasmídeo de aderência agregativa (pAA). Genes presentes no plasmídeo e no cromossomo codificam proteínas envolvidas na secreção extracelular de fatores de virulência na superfície ou diretamente na célula hospedeira. A capacidade de produção de muco e biofilme, elaboração de toxinas, aderência e indução de inflamação intensa na mucosa intestinal são importantes características da patogenicidade de EAEC. Nesse estudo, determinamos o perfil genotípico de genes do sistema de secreção Tipo V (SST5) e sistema de secreção Tipo VI (SST6) em cepas de EAEC. Os genes do SST5 ocorreram com mais frequência que os genes do SST6. A presença de pelo menos um gene do SST5 foi detectada em 79% das cepas, enquanto que os genes relacionados ao SST6 foram detectados em apenas 42% das cepas analisadas. A produção de biofilme foi observada em teste quantitativo e verificamos que 67% das cepas produziram biofilme. No teste qualitativo, o tipo de biofilme que predomina é o biofilme moderado (11 cepas), seguido do biofilme forte (9 cepas) e do biofilme discreto (4 cepas). A presença ou ausência de genes do SST5 e SST6 não parece interferir com a capacidade de produção de biofilme, nem com o tipo de biofilme formado. Em ensaios de citotoxicidade, apenas 25% das cepas EAEC (sobrenadante) causaram redução significativa na viabilidade de células T84 avaliada pelo teste de redução com MTT. Nossos resultados mostram que as cepas EAEC isoladas de crianças com diarréia aguda ou de grupo controle são invasoras para células T84. Ao compararmos a capacidade invasora das cepas clinicas e controle, observamos que a média do índice de internalização obtido nas 15 cepas do grupo clinico foi de 5,7% 1,7 e para as 9 cepas do grupo controle foi de 2.4 % 0,7; entretanto essa diferença observada não foi estatisticamente significativa. Não foi possível correlacionar o perfil genotípico dos genes do SST5 e SST6 com o perfil fenotípico analisado (formação de biofilme, citotoxicidade e invasão).O que pode ser atribuído a heterogeneidade genotípica e fenotípica, uma característica relevante de cepas EAEC.