Ultra-thin porous silica coated silver-platinum alloy nano-particle as a new catalyst precursor

Templated sol-gel encapsulation of surfactant-stabilised micelles containing metal precursor(s) with ultra-thin porous silica coating allows solvent extraction of organic based stabiliser from the composites in colloidal state hence a new method of preparing supported alloy catalysts using the inorganic silica-stabilised nano-sized, homogenously mixed, silver - platinum (Ag-Pt) colloidal particles is reported.

Effect of electroless nickel interlayer on the fatigue strength of chromium electroplated AISI 4340 steel

Deposition of wear-resistant hard chromium plating leads to a decrease in the fatigue strength of the base material. Despite the effective protection against wear and corrosion, fatigue life and environmental requirements result in pressure to identify alternatives or to improve conventional chromium electroplating mechanical characteristics. An interesting, environmentally safer and cleaner alternative for the replacement of hard chronic plating is tungsten carbide thermal spray coating, applied by high velocity oxyfuel (HVOF) process.To improve the fatigue strength of aeronautical steel chromium electroplated, shot peening is a successfully used method. Multiple lacer systems of coatings are considered to have larger resistance to crack propagation in comparison with simple layer.The aim of this study was to analyze the effect of nickel underplate on the fatigue strength of hard chromium plated AISI 4340 steel in two mechanical conditions: HRc 39 and HRc 52.Rotating bending fatigue tests results indicate that the clectroless nickel plating underlayer is responsible for the increase in fatigue strength of AISI 4340 steel chromium electroplated. This behavior may be attributed to the largest toughness/ductility and compressive residual stresses which, probably, arrested or delayed the inicrocrack propagation from the hard chromium external layer. The compressive residual stress field (CRSF) induced by the electroplating process was determined by X-ray diffraction method. The evolution of fatigue strength compressive residual stress field CRSF and crack sources are discussed and analyzed by SEM. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Effect of cerium on structure modifications of a hybrid sol-gel coating, its mechanical properties and anti-corrosion behavior

An organic-inorganic hybrid coating was developed to improve the corrosion resistance of the aluminum alloy AA 2024-T3. Organic and inorganic coatings derived from glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS) and aluminum tri-sec-butoxide Al((OBu)-Bu-s)(3), with different cerium contents, were deposited onto aluminum by dip-coating process. Corrosion resistance and mechanical properties were investigated by electrochemical impedance measurements and nano-indentation respectively. An optimal cerium concentration of 0.01 M was evidenced. To correlate and explain the hybrid coating performances in relation to the cerium content, NMR experiments were performed. It has been shown that when the cerium concentration in the hybrid is higher than 0.01 M there are important modifications in the hybrid structure that account for the mechanical properties and anti-corrosion behavior of the sol-gel coating. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Growth of calcium phosphate coating on Ti-7.5Mo alloy after anodic oxidation

Titanium and its alloys are widely used as biomaterials due to their mechanical, chemical and biological properties. To enhance the biocompatibility of titanium alloys, various surface treatments have been proposed. In particular, the formation of titanium oxide nanotubes layers has been extensively examined. Among the various materials for implants, calcium phosphates and hydroxyapatite are widely used clinically. In this work, titanium nanotubes were fabricated on the surface of Ti-7.5Mo alloy by anodization. The samples were anodized for 20 V in an electrolyte containing glycerol in combination with ammonium fluoride (NH4F, 0.25%), and the anodization time was 24 h. After being anodized, specimens were heat treated at 450 °C and 600°C for 1 h to crystallize the amorphous TiO2 nanotubes and then treated with NaOH solution to make them bioactive, to induce growth of calcium phosphate in a simulated body fluid. Surface morphology and coating chemistry were obtained respectively using, field-emission scanning electron microscopy (FEG-SEM), AFM and X-ray diffraction (XRD). It was shown that the presence of titanium nanotubes induces the growth of a sodium titanate nanolayer. During the subsequent invitro immersion in a simulated body fluid, the sodium titanate nanolayer induced the nucleation and growth of nano-dimensioned calcium phosphate. It was possible to observe the formation of TiO2 nanotubes on the surface of Ti-7.5Mo. Calcium phosphate coating was greater in the samples with larger nanotube diameter. These findings represent a simple surface treatment for Ti-7.5Mo alloy that has high potential for biomedical applications. © (2013) Trans Tech Publications, Switzerland.

Effect of Silver Nanoparticles in a Hydroxyapatite Coating applied by Atmospheric Plasma Spray

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

ATRP-Synthese von Poly(N-Isopropylacrylamid)-Bürsten in wässrigem Medium und Anpassung des Nano-Plotters zur Beschichtung von Mikrocantilever-Sensoren

Das Ziel dieser Arbeit ist die Synthese von Polymerbürsten auf Silizium durch Aufbringen der Reaktionslösung mit einem Pipettiersystem. Dies ist für die Beschichtung von Microcantilever Sensoren interessant, um spezifische Fühler mit funktionellen Polymerschichten, die auf chemische oder physikalische Einflüsse reagieren, zu bauen. Bisherige Synthesemethoden werden in Lösung durchgeführt. Atom Transfer Radical Polymerization ist etabliert, um definierte Schichten von Polymerbürsten herzustellen. Die Kombination mit einer “Spot Printing”-Technik kann eine Alternative sein, um einzelne Cantilever mit einer Breite von 90 μm und einer Länge von 750 μm zu beschichten. Dafür wurde eine Chemie getestet, die mit dem Pipettiersystem Nano-Plotter der Firma Gesim umsetzbar ist. Aus einer Mischung aus Wasser und DMF wurden Poly(N-Isopropylacrylamid)-Bürsten auf Silizium mit Schichtdicken bis zu 40 nm hergestellt. Es war nötig den Nano-Plotter anzupassen, damit zum einen auf die Microcantilever Sensoren pipettiert werden kann und zum andern die Nanoliter großen Tropfen über den Reaktionszeitraum stabil sind. Auf diese Weise konnten Linien mit einer Schichtdicke von ca. 2 nm auf Siliziumwafer hergestellt werden. Die “Spot-Printing” Methode ist daher eine gute Ergänzung zur herkömmlichen Synthese.

Controlled wetting on silica-based nano- and microstructured surfaces

Der Fokus dieser Doktorarbeit liegt auf der kontrollierten Benetzung von festen Oberflächen, die in vielen Bereichen, wie zum Beispiel in der Mikrofluidik, für Beschichtungen und in biologischen Studien von Zellen oder Bakterien, von großer Bedeutung ist.rnDer erste Teil dieser Arbeit widmet sich der Frage, wie Nanorauigkeit das Benetzungsverhalten, d.h. die Kontaktwinkel und die Pinningstärke, von hydrophoben und superhydrophoben Beschichtungen beeinflusst. Hierfür wird eine neue Methode entwickelt, um eine nanoraue Silika-Beschichtung über die Gasphase auf eine superhydrophobe Oberfläche, die aus rauen Polystyrol-Silika-Kern-Schale-Partikeln besteht, aufzubringen. Es wird gezeigt, dass die Topographie und Dichte der Nanorauigkeiten bestimmt, ob sich die Superhydrophobizität verringert oder erhöht, d.h. ob sich ein Flüssigkeitstropfen im Nano-Wenzel- oder Nano-Cassie-Zustand befindet. Das verstärkte Pinning im Nano-Wenzel-Zustand beruht auf dem Eindringen von Flüssigkeitsmolekülen in die Nanoporen der Beschichtung. Im Nano-Cassie-Zustand dagegen sitzt der Tropfen auf den Nanorauigkeiten, was das Pinning vermindert. Die experimentellen Ergebnisse werden mit molekulardynamischen Simulationen in Bezug gesetzt, die den Einfluss der Oberflächenbeschichtungsdichte und der Länge von fluorinierten Silanen auf die Hydrophobizität einer Oberfläche untersuchen. rnEs wurden bereits verschiedenste Techniken zur Herstellung von transparenten superhydrophoben, d.h. extrem flüssigkeitsabweisenden, Oberflächen entwickelt. Eine aktuelle Herausforderung liegt darin, Funktionalitäten einzuführen, ohne die superhydrophoben Eigenschaften einer Oberfläche zu verändern. Dies ist extrem anspruchsvoll, da funktionelle Gruppen in der Regel hydrophil sind. In dieser Arbeit wird eine innovative Methode zur Herstellung von transparenten superhydrophoben Oberflächen aus Janus-Mikrosäulen mit variierenden Dimensionen und Topographien entwickelt. Die Janus-Säulen haben hydrophobe Seitenwände und hydrophile Silika-Oberseiten, die anschließend selektiv und ohne Verlust der superhydrophoben Eigenschaften der Oberfläche funktionalisiert werden können. Diese selektive Oberflächenfunktionalisierung wird mittels konfokaler Mikroskopie und durch das chemische Anbinden von fluoreszenten Molekülen an die Säulenoberseiten sichtbar gemacht. Außerdem wird gezeigt, dass das Benetzungsverhalten durch Wechselwirkungen zwischen Flüssigkeit und Festkörper in der Nähe der Benetzungslinie bestimmt wird. Diese Beobachtung widerlegt das allgemein akzeptierte Modell von Cassie und Baxter und beinhaltet, dass hydrophile Flächen, die durch mechanischen Abrieb freigelegt werden, nicht zu einem Verlust der Superhydrophobizität führen müssen, wie allgemein angenommen.rnBenetzung kann auch durch eine räumliche Beschränkung von Flüssigkeiten kontrolliert werden, z.B. in mikrofluidischen Systemen. Hier wird eine modifizierte Stöber-Synthese verwendet, um künstliche und natürliche Faser-Template mit einer Silika-Schicht zu ummanteln. Nach der thermischen Zersetzung des organischen Templat-Materials entstehen wohldefinierte Silika-Kanäle und Kanalkreuzungen mit gleichmäßigen Durchmessern im Nano- und Mikrometerbereich. Auf Grund ihrer Transparenz, mechanischen Stabilität und des großen Länge-zu-Durchmesser-Verhältnisses sind die Kanäle sehr gut geeignet, um die Füllgeschwindigkeiten von Flüssigkeiten mit variierenden Oberflächenspannungen und Viskositäten zu untersuchen. Konfokale Mikroskopie ermöglicht es hierbei, die Füllgeschwindigkeiten über eine Länge von mehreren Millimetern, sowie direkt am Kanaleingang zu messen. Das späte Füllstadium kann sehr gut mit der Lucas-Washburn-Gleichung beschrieben werden. Die anfänglichen Füllgeschwindigkeiten sind jedoch niedriger als theoretisch vorhergesagt. Wohingegen die vorhergehenden Abschnitte dieser Arbeit sich mit der quasistatischen Benetzung beschäftigen, spielt hier die Dynamik der Benetzung eine wichtige Rolle. Tatsächlich lassen sich die beobachteten Abweichungen durch einen geschwindigkeitsabhängigen Fortschreitkontaktwinkel erklären und durch dynamische Benetzungstheorien modellieren. Somit löst diese Arbeit das seit langem diskutierte Problem der Abweichungen von der Lucas-Washburn-Gleichung bei kleinen Füllgeschwindigkeiten.

Amphotericin B nano-formulations : development, characterisation and suitability for oral administration

In der Form von Nanokapseln (AmB-HST), Nanoemulsion beziehungsweise multilamellaren Vesikeln (MLV) wurden drei Amphotericin-B-Formulierungen für die orale Applikation entwickelt, charakterisiert und verglichen. Die neuartige homogene Nanokapsel-Formulierung des hydrophoben Polyen-Antimykotikums Amphotericin B wurde in Analogie zu einem für Simvastatin und andere Arzneistoffe etablierten Prozess aus der Reinsubstanz, Lezithin und Gelatine mit Hilfe des HST-Verfahrens hergestellt. Photometrische Untersuchungen zeigten, dass das Endprodukt aus Monomeren aufgebaut ist. Mittels Mikroskopie ließen sich die Aggregate vor der Umhüllung mit Lezithin und Gelatine im Ausgangsmaterial als individuelle kugelförmige Arzneistoffpartikel darstellen. Strukturuntersuchungen mit dynamischer licht streuung (DLS) zeigten eine enge Größenverteilung der verkapselten Partikel von ca. 1 µm. Die Struktur der Hülle der HST-Partikel wurde erstmalig mit Neutronenstreuung unter Verwendung der Deuterium-basierten Lösungsmittel kontrastmethode aufgeklärt. Durch die teilweise Kontrastmaskierung des Partikelkerns bei der Neutronenstreuung konnte die Lezithin-Gelatine-Hülle als eine dünne, 5,64 ± 0.18 nm dicke Schicht aufgelöst werden, welche der biologischen Lipidmembran ähnlich, im Vergleich aber geringfügig größer ist. Dieses Resultat eröffnet Wege für die Optimierung der Formulierung von pharmazeutischen Nanopartikeln, z.B. durch Oberflächenmodifizierungen. Weitere Untersuchungen mittels Kleinwinkelneutronenstreuung unter Verwendung der D-Kontrastvariation deuten darauf hin, dass die Komponenten der Nanokapseln nicht den gleichen Masseschwerpunkt haben, sondern asymmetrisch aufgebaut sind und dass die stärker streuenden Domänen weiter außen liegen. Die Partikel sind im Vergleich zu Liposomen dichter. In-Vitro Freisetzungsstudien belegen das Solubilisierungsvermögen des HST-Systems, wonach die Freisetzung des Arzneistoffes aus der Formulierung zu allen gemessenen Zeitpunkten höher als diejenige der Reinsubstanz war. rnDie Nanoemulsion-Formulierung von Amphotericin B wurde mit einem Öl und Tensid system, jedoch mit unterschiedlichen Co-Solvenzien, erfolgreich entwickelt. Gemäß der Bestimmung der Löslichkeit in verschiedenen Hilfsstoffen erwies sich der Arzneistoff Amphotericin B als nicht-lipophil, gleichzeitig aber auch als nicht-hydrophil. Die zur Ermittlung der für die Emulsionsbildung notwendigen Hilfstoffkonzentrationen erstellten ternären Diagramme veranschaulichten, dass hohe Öl- und Tensidgehalte zu keiner Emulsionsbildung führten. Dementsprechend betrug der höchste Ölgehalt 10%. Die Tröpfchengröße wuchs mit zunehmender Tensidkonzentration, wobei die Co-Solventmenge der Propylenglykol-haltigen Nanoemulsion indirekt verringert wurde. Für die Transcutol®P-haltige Nanoemulsion hingegen wurde das Gegenteil beobachtet, nämlich eine Abnahme der Tröpfchengröße bei steigenden Tensidkonzentrationen. Durch den Einschluss des Arzneistoffes wurde nicht die Viskosität der Formulierung, sondern die Tröpfchengröße beeinflusst. Der Wirkstoffeinschluss führte zu höheren Tröpfchengrößen. Mit zunehmender Propylenglykolkonzentration wurde der Wirkstoffgehalt erhöht, mit zunehmender Transcutol®P-Konzentration dagegen vermindert. UV/VIS-spektroskopische Analysen deuten darauf hin, dass in beiden Formulierungen Amphotericin B als Monomer vorliegt. Allerdings erwiesen sich die Formulierungen Caco-2-Zellen und humanen roten Blutkörperchen gegenüber als toxisch. Da die Kontrollproben eine höhere Toxizität als die wirkstoffhaltigen Formulierungen zeigten, ist die Toxizität nicht nur auf Amphotericin, sondern auch auf die Hilfsstoffe zurückzuführen. Die solubilisierte Wirkstoffmenge ist in beiden Formulierungen nicht ausreichend im Hinblick auf die eingesetzte Menge an Hilfsstoff nach WHO-Kriterien. Gemäß diesen Untersuchungen erscheinen die Emulsions-Formulierungen für die orale Gabe nicht geeignet. Dennoch sind Tierstudien notwendig, um den Effekt bei Tieren sowie die systemisch verfügbare Wirkstoffmenge zu ermitteln. Dies wird bestandskräftige Schlussfolgerungen bezüglich der Formulierung und Aussagen über mögliche Perspektiven erlauben. Nichtsdestotrotz sind die Präkonzentrate sehr stabil und können bei Raumtemperatur gelagert werden.rnDie multilamellar-vesikulären Formulierungen von Amphotericin B mit ungesättigten und gesättigten neutralen Phospholipiden und Cholesterin wurden erfolgreich entwickelt und enthielten nicht nur Vesikel, sondern auch zusätzliche Strukturen bei zunehmender Cholesterinkonzentration. Mittels Partikelgrößenanalyse wurden bei den Formulierungen mit gesättigten Lipiden Mikropartikel detektiert, was abhängig von der Alkylkettenlänge war. Mit dem ungesättigten Lipid (DOPC) konnten hingegen Nanopartikel mit hinreichender Verkapselung und Partikelgrößenverteilung gebildet werden. Die Ergebnisse der thermischen und FTIR-spektroskopischen Analyse, welche den Einfluss des Arzneistoffes ausschließen ließen, liefern den Nachweis für die mögliche, bereits in der Literatur beschriebene Einlagerung des Wirkstoffs in lipid- und/oder cholesterinreiche Membranen. Mit Hilfe eines linearen Saccharosedichtegradienten konnte die Formulierung in Vesikel und Wirkstoff-Lipid-Komplexe nach bimodaler Verteilung aufgetrennt werden, wobei der Arzneistoff stärker mit den Komplexen als mit den Vesikeln assoziiert ist. Bei den Kleinwinkelneutronenstreu-Experimenten wurde die Methode der Kontrastvariation mit Erfolg angewendet. Dabei konnte gezeigt werden, dass Cholesterol in situ einen Komplex mit Amphotericin B bildet. Diesen Sachverhalt legt unter anderem die beobachtete Differenz in der äquivalenten Streulängendichte der Wirkstoff-Lipid- und Wirkstoff-Lipid-Cholesterin-haltigen kleinen unilamellaren Vesikeln nahe. Das Vorkommen von Bragg-Peaks im Streuprofil weist auf Domänen hin und systematische Untersuchungen zeigten, dass die Anzahl der Domänen mit steigendem Cholesteringehalt zunimmt, ab einem bestimmten Grenzwert jedoch wieder abnimmt. Die Domänen treten vor allem nahe der Außenfläche der Modellmembran auf und bestätigen, dass der Wirkstoff in den Cholesterinreichen Membranen vertikal eingelagert ist. Die Formulierung war sowohl Caco-2-Zellen als auch humanen roten Blutkörperchen gegenüber nicht toxisch und erwies sich unter Berücksichtigung der Aufnahme in Caco-2-Zellen als vielversprechend für die orale Applikation. Die Formulierung zeigt sich somit aussichtsreich und könnte in Tabletten weiterverarbeitet werden. Ein Filmüberzug würde den Wirkstoff gegen die saure Umgebung im Magen schützen. Für die Bestimmung der systemischen Verfügbarkeit der Formulierung sind Tierstudien notwendig. Die entwickelten multilamellaren Formulierungen einschließlich der Wirkstoff-Cholesterin-Komplexe bieten somit gute Aussichten auf die mögliche medizinische Anwendung. rnrn

Pulmonary surfactant coating of multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) influences their oxidative and pro-inflammatory potential in vitro

Background Increasing concern has been expressed regarding the potential adverse health effects that may be associated with human exposure to inhaled multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs). Thus it is imperative that an understanding as to the underlying mechanisms and the identification of the key factors involved in adverse effects are gained. In the alveoli, MWCNTs first interact with the pulmonary surfactant. At this interface, proteins and lipids of the pulmonary surfactant bind to MWCNTs, affecting their surface characteristics. Aim of the present study was to investigate if the pre-coating of MWCNTs with pulmonary surfactant has an influence on potential adverse effects, upon both (i) human monocyte derived macrophages (MDM) monocultures, and (ii) a sophisticated in vitro model of the human epithelial airway barrier. Both in vitro systems were exposed to MWCNTs either pre-coated with a porcine pulmonary surfactant (Curosurf) or not. The effect of MWCNTs surface charge was also investigated in terms of amino (−NH2) and carboxyl (−COOH) surface modifications. Results Pre-coating of MWCNTs with Curosurf affects their oxidative potential by increasing the reactive oxygen species levels and decreasing intracellular glutathione depletion in MDM as well as decreases the release of Tumour necrosis factor alpha (TNF-α). In addition, an induction of apoptosis was observed after exposure to Curosurf pre-coated MWCNTs. In triple cell-co cultures the release of Interleukin-8 (IL-8) was increased after exposure to Curosurf pre-coated MWCNTs. Effects of the MWCNTs functionalizations were minor in both MDM and triple cell co-cultures. Conclusions The present study clearly indicates that the pre-coating of MWCNTs with pulmonary surfactant more than the functionalization of the tubes is a key factor in determining their ability to cause oxidative stress, cytokine/chemokine release and apoptosis. Thus the coating of nano-objects with pulmonary surfactant should be considered for future lung in vitro risk assessment studies. Keywords: Multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs); Pulmonary surfactant (Curosurf); Macrophages; Epithelial cells; Dendritic cells; Triple cell co-culture; Pro-inflammatory and oxidative reactions

Nano-mechanical transduction of polymer micro-cantilevers to detect bio-molecular interactions

Using variothermal polymer micro-injection molding, disposable arrays of eight polymer micro-cantilevers each 500 μm long, 100 μm wide and 25 μm thick were fabricated. The present study took advantage of an easy flow grade polypropylene. After gold coating for optical read-out and asymmetrical sensitization, the arrays were introduced into the Cantisens(®) Research system to perform mechanical and functional testing. We demonstrate that polypropylene cantilevers can be used as biosensors for medical purposes in the same manner as the established silicon ones to detect single-stranded DNA sequences and metal ions in real-time. A differential signal of 7 nm was detected for the hybridization of 1 μM complementary DNA sequences. For 100 nM copper ions the differential signal was found to be (36 ± 5) nm. Nano-mechanical sensing of medically relevant, nanometer-size species is essential for fast and efficient diagnosis.

Characterisation and surface-profiling techniques for composite particles produced by dry powder coating in pharmaceutical drug delivery

The production of composite particles using dry powder coating is a one-step, environmentally friendly, process for the fabrication of particles with targeted properties and favourable functionalities. Diverse functionalities, such flowability enhancement, content uniformity, and dissolution, can be developed from dry particle coating. In this review, we discuss the particle functionalities that can be tailored and the selection of characterisation techniques relevant to understanding their molecular basis. We address key features in the powder blend sampling process and explore the relevant characterisation techniques, focussing on the functionality delivered by dry coating and on surface profiling that explores the dynamics and surface characteristics of the composite blends. Dry particle coating is a solvent- and heat-free process that can be used to develop functionalised particles. However, assessment of the resultant functionality requires careful selection of sensitive analytical techniques that can distinguish particle surface changes within nano and/or micrometre ranges.

In situ imaging and height reconstruction of phase separation processes in polymer blends during spin coating

Spin coating polymer blend thin films provides a method to produce multiphase functional layers of high uniformity covering large surface areas. Applications for such layers include photovoltaics and light-emitting diodes where performance relies upon the nanoscale phase separation morphology of the spun film. Furthermore, at micrometer scales, phase separation provides a route to produce self-organized structures for templating applications. Understanding the factors that determine the final phase-separated morphology in these systems is consequently an important goal. However, it has to date proved problematic to fully test theoretical models for phase separation during spin coating, due to the high spin speeds, which has limited the spatial resolution of experimental data obtained during the coating process. Without this fundamental understanding, production of optimized micro- and nanoscale structures is hampered. Here, we have employed synchronized stroboscopic illumination together with the high light gathering sensitivity of an electron-multiplying charge-coupled device camera to optically observe structure evolution in such blends during spin coating. Furthermore the use of monochromatic illumination has allowed interference reconstruction of three-dimensional topographies of the spin-coated film as it dries and phase separates with nanometer precision. We have used this new method to directly observe the phase separation process during spinning for a polymer blend (PS-PI) for the first time, providing new insights into the spin-coating process and opening up a route to understand and control phase separation structures. © 2011 American Chemical Society.

Formation and characterization of ultra-sensitive surface plasmon resonance sensor based upon a nano-scale corrugated multi-layered coated D-shaped optical fiber

We present experimental results on the performance of a series of coated, D-shaped optical fiber sensors that display high spectral sensitivities to external refractive index. Sensitivity to the chosen index regime and coupling of the fiber core mode to the surface plasmon resonance (SPR) is enhanced by using specific materials as part of a multi-layered coating. We present strong evidence that this effect is enhanced by post ultraviolet radiation of the lamellar coating that results in the formation of a nano-scale surface relief corrugation structure, which generates an index perturbation within the fiber core that in turn enhances the coupling. We have found reasonable agreement when we modeling the fiber device. It was found that the SPR devices operate in air with high coupling efficiency in excess of 40 dB with spectral sensitivities that outperform a typical long period grating, with one device yielding a wavelength spectral sensitivity of 12000 nm/RIU in the important aqueous index regime. The devices generate SPRs over a very large wavelength range, (visible to 2 mu m) by alternating the polarization state of the illuminating light.

Generation and performance of localised surface plasmons utilising nano-scale structured multi-layered thin films deposited upon D-shaped optical fiber

A new generation of surface plasmonic optical fibre sensors is fabricated using multiple coatings deposited on a lapped section of a single mode fibre. Post-deposition UV laser irradiation using a phase mask produces a nano-scaled surface relief grating structure, resembling nano-wires. The overall length of the individual corrugations is approximately 14 μm with an average full width half maximum of 100 nm. Evidence is presented to show that these surface structures result from material compaction created by the silicon dioxide and germanium layers in the multi-layered coating and the surface topology is capable of supporting localised surface plasmons. The coating compaction induces a strain gradient into the D-shaped optical fibre that generates an asymmetric periodic refractive index profile which enhances the coupling of the light from the core of the fibre to plasmons on the surface of the coating. Experimental data are presented that show changes in spectral characteristics after UV processing and that the performance of the sensors increases from that of their pre-UV irradiation state. The enhanced performance is illustrated with regards to change in external refractive index and demonstrates high spectral sensitivities in gaseous and aqueous index regimes ranging up to 4000 nm/RIU for wavelength and 800 dB/RIU for intensity. The devices generate surface plasmons over a very large wavelength range, (visible to 2 μm) depending on the polarization state of the illuminating light. © 2013 SPIE.

Microparticle surface layering through dry coating:impact of moisture content and process parameters on the properties of orally disintegrating tablets

OBJECTIVES: The aim of this study was to investigate the influence of process parameters during dry coating on particle and dosage form properties upon varying the surface adsorbed moisture of microcrystalline cellulose (MCC), a model filler/binder for orally disintegrating tablets (ODTs). METHODS: The moisture content of MCC was optimised using the spray water method and analysed using thermogravimetric analysis. Microproperty/macroproperty assessment was investigated using atomic force microscopy, nano-indentation, scanning electron microscopy, tablet hardness and disintegration testing. KEY FINDINGS: The results showed that MCC demonstrated its best flowability at a moisture content of 11.2% w/w when compared to control, comprising of 3.9% w/w moisture. The use of the composite powder coating process (without air) resulted in up to 80% increase in tablet hardness, when compared to the control. The study also demonstrated that surface adsorbed moisture can be displaced upon addition of excipients during dry processing circumventing the need for particle drying before tabletting. CONCLUSIONS: It was concluded that MCC with a moisture content of 11% w/w provides a good balance between powder flowability and favourable ODT characteristics.