Effects of deposition rates on laser damage threshold of TiO2/SiO2 high reflectors

TiO2 single layers and TiO2/SiO2 high reflectors (HR) are prepared by electron beam evaporation at different TiO2 deposition rates. It is found that the changes of properties of TiO2 films with the increase of rate, such as the increase of refractive index and extinction coefficient and the decrease of physical thickness, lead to the spectrum shift and reflectivity bandwidth broadening of HR together with the increase of absorption and decrease of laser-induced damage threshold. The damages are found of different morphologies: a shallow pit to a seriously delaminated and deep crater, and the different amorphous-to-anatase-to-rutile phase transition processes detected by Raman study. The frequency shift of Raman vibration mode correlates with the strain in. film. Energy dispersive X-ray analysis reveals that impurities and non-stoichiometric defects are two absorption initiations resulting to the laser-induced transformation. (C) 2008 Elsevier B. V. All rights reserved.

Learning Multirobot Hose Transportation and Deployment by Distributed Round-Robin Q-Learning

Multi-Agent Reinforcement Learning (MARL) algorithms face two main difficulties: the curse of dimensionality, and environment non-stationarity due to the independent learning processes carried out by the agents concurrently. In this paper we formalize and prove the convergence of a Distributed Round Robin Q-learning (D-RR-QL) algorithm for cooperative systems. The computational complexity of this algorithm increases linearly with the number of agents. Moreover, it eliminates environment non sta tionarity by carrying a round-robin scheduling of the action selection and execution. That this learning scheme allows the implementation of Modular State-Action Vetoes (MSAV) in cooperative multi-agent systems, which speeds up learning convergence in over-constrained systems by vetoing state-action pairs which lead to undesired termination states (UTS) in the relevant state-action subspace. Each agent's local state-action value function learning is an independent process, including the MSAV policies. Coordination of locally optimal policies to obtain the global optimal joint policy is achieved by a greedy selection procedure using message passing. We show that D-RR-QL improves over state-of-the-art approaches, such as Distributed Q-Learning, Team Q-Learning and Coordinated Reinforcement Learning in a paradigmatic Linked Multi-Component Robotic System (L-MCRS) control problem: the hose transportation task. L-MCRS are over-constrained systems with many UTS induced by the interaction of the passive linking element and the active mobile robots.

Sínteses e caracterizações de TiO2 puro, dopado e co-dopado pelo método sol-gel e suas atividades fotocatalíticas

Nanopartículas de dióxido de titânio vêm sendo extensamente empregadas como fotocatalisa-dores, já que são eficientes na degradação de diversos poluentes. Visando a obtenção de titâ-nias com diferentes propriedades, realizaram-se sínteses através do método sol-gel, a partir da hidrólise do tetraisopropóxido de titânio (IV) TIPP e seguindo-se os princípios da Química Verde, dispensando-se temperaturas e pressões elevadas. Foi estudada a influência de dife-rentes parâmetros, como: pH, solvente, razão molar álcool/TIPP e ordem de adição dos rea-gentes. Foram obtidas titânias na forma cristalina anatásio, nanométricas, com elevadas áreas superficiais específicas e predominantemente mesoporosas. Visando-se obter titânias com melhores propriedades óticas, isto é, capazes de sofrer a fotoativação pela luz visível, foram sintetizadas titânias dopadas e co-dopadas com os metais ferro e rutênio (Fe3+ e Ru3+) e o a-metal N (N3). A síntese desses materiais também foi realizada através do método sol-gel, sendo a dopagem realizada durante o processo de hidrólise. As amostras foram caracterizadas na forma de pó por difração de raios-X, adsorção-dessorção de nitrogênio, microscopia ele-trônica de varredura e espectroscopia de refletância difusa no UV-Visível. A titânia pura a-presentou como única fase cristalina o anatásio, quando calcinada até 400 C, com a presença de traços de brookita. A partir de 600 C, observou-se o aparecimento da fase rutilo, que em 900C foi a única fase encontrada na titânia. A dopagem com Ru3+dificultou a transformação de fase anatásio para rutilo, ao contrário da dopagem com Fe3+. O processo de co-dopagem acelerou a formação de rutilo, que se apresentou como única fase nas amostras calcinadas a 600 C. As titânias dopadas apresentaram uma leve diminuição na energia de bandgap, sendo os dopantes capazes de deslocar a absorção para o vermelho. Foram realizados testes fotoca-talíticos visando à degradação do azocorante Reactive Yellow 145 com lâmpada de vapor de mercúrio de 125 W a fim de se comparar as atividades fotocatalíticas das titânias puras, dopa-das e co-dopadas, calcinadas a 300C. De todas as titânias sintetizadas, a titânia pura foi a que melhor degradou o corante, tendo um desempenho semelhante ao do TiO2 P25, da Evo-nik

Análise espectral das equações de transporte de nêutrons na formulação de ordenadas discretas em meios multiplicativos

É presentada nesta dissertação uma análise espectral das equações de transporte de nêutrons, independente do tempo, em geometria unidimensional e bidimensional, na formulação de ordenadas discretas (SN), utilizando o modelo de uma velocidade e multigrupo, considerando meios onde ocorrem o fenômeno da fissão nuclear. Esta análise espectral constitui-se na resolução de problemas de autovalores e respectivos autovetores, e reproduz a expressão para a solução geral analítica local das equações SN (para geometria unidimensional) ou das equações nodais integradas transversalmente (geometria retangular bidimensional) dentro de cada região homogeneizada do domínio espacial. Com a solução geral local determinada, métodos numéricos, tais como os métodos de matriz de resposta SN, podem ser derivados. Os resultados numéricos são gerados por programas de computadores implementados em MatLab, versão 2012, a fim de verificar a natureza dos autovalores e autovetores correspondentes no espaço real ou complexo.

Efeito do tratamento com o extrato hidro-alcoólico do açaí (Euterpe oleracea Mart.) sobre as alterações cardiovasculares em ratos espontaneamente hipertensos (SHR)

A hipertensão é uma das mais importantes causas de morte prematura no mundo. Estudos sobre a Euterpe oleracea Mart. (açaí), uma planta típica do Brasil e rica em polifenóis, têm mostrado grande potencial terapêutico contra a hipertensão, uma vez que seus benefícios podem ser associados às ações antioxidante, vasodilatadora e anti-hipertensiva. O rato espontaneamente hipertenso (SHR) é um modelo experimental utilizado para o estudo da hipertensão essencial. Neste estudo, investigamos o efeito do tratamento crônico do extrato hidroalcoólico do caroço de açaí (ASE) sobre a hipertensão de SHR. Animais SHR e Wistar receberam tratamento com ASE (200 mg/Kg/dia) na água de beber, ou veículo, desde 21 dias até 4 meses de idade e tiveram a pressão arterial sistólica (PAS) aferida por pletismografia de cauda. Os efeitos vasodilatadores da acetilcolina (ACh) e nitroglicerina (NG) foram estudados em leito arterial mesentérico (LAM) perfundido e pré-contraído com norepinefrina. A atividade das enzimas superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa peroxidase (GPx), os níveis de malondialdeído (MDA), a carbonilação de proteínas e os níveis de nitrito foram avaliados em plasma, LAM, coração e rim por espectrofotometria. A expressão das proteínas SOD e eNOS foram avaliadas por western blot em LAM e as alterações vasculares pela espessura da túnica média em aorta. A PAS foi maior (p<0.05) nos animais SHR, e reduzida pelo tratamento com ASE. O efeito vasodilatador reduzido da ACh em SHR foi recuperado pelo ASE e o da NG não foi diferente entre os grupos. Não houve diferença nos níveis de glicose e insulina em SHR comparados aos controles. Entretanto, a insulina se apresentou reduzida no grupo SHR+ASE. O nível de renina foi maior nos SHR e normalizado pelo ASE (p<0.05). Os níveis de MDA não foram diferentes entre SHR e controles, entretanto o tratamento com ASE reduziu esses níveis em rim de SHR (p<0.05). Os níveis de carbonilação de proteínas foram maiores em amostras de rim e coração de SHR e o ASE reduziu o dano sobre proteínas (p<0.05), não tendo diferença em plasma e LAM. A atividade da SOD foi menor em amostras de rim nos animais SHR e aumentada pelo tratamento com ASE (p<0.05). Entretanto, a atividade aumentada da SOD em coração e LAM dos SHR, foi reduzida pelo tratamento com ASE, não havendo diferença em amostras de plasma. Não houve diferença na atividade da GPx em amostras de LAM e coração dos diferentes grupos, porém sua atividade foi aumentada em rim dos SHR, e o tratamento com ASE normalizou essa atividade. Em plasma, a atividade da GPx foi reduzida em SHR e aumentada pelo tratamento (p<0.05). A atividade da enzima CAT foi reduzida em plasma e rim de SHR e o ASE aumentou sua atividade. Não houve diferença em amostras de LAM, entretanto em amostras de coração o tratamento aumentou a atividade da CAT em SHR (p<0.05). Em amostras de plasma, coração e rim, não houve diferença nos níveis de nitrito entre os diferentes grupos, porém em amostras de LAM foram menores em SHR e SHR+ASE (p<0.05). A expressão das proteínas eNOS e SOD apresentaram-se aumentadas em SHR (p<0.05) sem alteração com o tratamento. Os SHR apresentaram um aumento na espessura da camada média da aorta que foi reduzido (p<0.05) pelo ASE. Este estudo demonstrou que o tratamento crônico com ASE em SHR reduziu a hipertensão, preveniu a disfunção endotelial e o remodelamento vascular. O aumento da defesa antioxidante e redução do dano oxidativo devem contribuir para os efeitos benéficos de ASE. Portanto, sugerimos que o ASE pode ser uma ferramenta importante para o tratamento das alterações cardiovasculares associadas à hipertensão essencial.

Ciência e política: a aproximação Brasil-Argentina e a cooperação nuclear no subcontinente (1964-1985)

O objetivo geral da pesquisa é compreender por qual motivo e de que forma Brasil e Argentina optaram pela cooperação na área nuclear ainda durante seus governos militares. Segundo a literatura tradicional da área de Relações Internacionais, os ganhos relativos deveriam estar em evidência e, por conseguinte, impediriam a coordenação de posições em uma área tão importante para as estratégias de desenvolvimento e de inserção internacional dos dois países o que não se verificou na prática. Minha dissertação tem como meta entender o porquê. Da finalidade principal, decorrem objetivos específicos. São eles: lançar uma nova percepção acerca das relações Brasil-Argentina, ainda hoje encaradas primordialmente de acordo com padrões de inimizade e de desconfiança; compreender até que ponto as motivações dos países para o domínio da tecnologia nuclear estão relacionados a questões de segurança ou de desenvolvimento nacional; compreender quais foram as bases materiais e ideacionais que permitiram aos dois países integrar-se e, portanto, compartilhar soberania em um tema de high politics; demonstrar que a cooperação não é exclusividade de regimes democráticos; analisar a influência de grupos não políticos na formulação de políticas e do processo decisório; comprovar que não houve corrida armamentista na região ou a intenção de utilizar o aparato nuclear contra o vizinho. O recorte temporal deste trabalho partirá do final dos anos 1964, quando houve coincidência de regimes militares nos dois países, até o ano de 1985, quando a democracia é restaurada no Brasil. O marco temporal não é hermético, já que há referências anteriores a 1964, mormente no tocante à cooperação científica, e após 1985, quando a coordenação nuclear brasileiro-argentina é elevada a um nível superior, com o estabelecimento da ABACC. Na tentativa de responder às perguntas propostas, minha dissertação se baseia na análise de dois atores primordiais: o Estado e as comunidades epistêmicas.

Efeito protetor do extrato hidroalcoólico de Euterpe oleracea Mart. (Açaí) nas alterações renais, cardiovasculares e metabólicas induzidas pela restrição protéica materna durante a gestação

Alguns trabalhos demonstraram que a planta, Euterpe oleracea Mart. (açaí) é rica em polifenóis e que uma dieta rica em polifenóis pode estar envolvida na proteção contra o risco cardiovascular. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do tratamento com o extrato hidroalcoólico do caroço do açaí (ASE) (200mg/Kg/dia), sobre as alterações renais, cardiovasculares, metabólicas, morfológicas e o estresse oxidativo na prole adulta com dezesseis semanas, cujas mães foram submetidas a uma dieta hipoprotéica durante a gestação. Quatro grupos de ratas foram alimentados com dietas experimentais: controle (20% de proteínas); controle + ASE (20% de proteína + ASE); hipoprotéica (6% de proteína); hipoprotéica + ASE (6% de proteína + ASE) durante a gestação. Após o desmame, todos os filhotes passaram a ser alimentados com uma dieta controle e foram sacrificados com 4 meses de idade. A pressão arterial sistólica (PAS) foi medida por pletismografia de cauda e o efeito vasodilatador da acetilcolina (ACh) e nitroglicerina (NG) foi avaliado em leito arterial mesentérico (LAM) perfundido. Foram determinados o peso corporal, níveis séricos de colesterol total, triglicerídeos, lipoproteína de alta densidade (HDL), albumina, uréia, creatinina, glicose, insulina, resistência à insulina (índice de Homa IR), sódio, potássio e a renina plasmática. Foi avaliada a depuração de creatinina, volume de urina, excreção fracionada de sódio (EFNa) e o número de glomérulos renais. O dano oxidativo, níveis de nitrito e a atividade das enzimas antioxidantes: superóxido dismutase, catalase e glutationa peroxidase foram dosados no plasma e homogenato de rim. O peso corporal foi menor no grupo hipoprotéico e recuperado com ASE. A PAS foi aumentada no grupo hipoprotéico e revertida pelo tratamento com ASE. Os níveis de renina plasmática foram aumentados no grupo hipoprotéico e reduzidos com ASE. A resposta vasodilatadora à ACh em LAM estava reduzida no grupo hipoprotéico com ASE houve uma melhora dessa resposta.O efeito vasodilatador da NG não foi diferente entre os grupos. No grupo hipoprotéico também foi observado o aumento dos níveis de triglicerídeos, colesterol total, uréia, creatinina, glicose e insulina, os mesmos foram reduzidos pelo ASE. Não houve diferença nos níveis de HDL, sódio, potássio, depuração de creatinina e volume urinário nos grupos estudados. Os níveis de malondialdeído e carbonilação de proteínas estavam aumentados e os níveis de nitrito reduzidos no grupo hipoprotéico e foram revertidos pelo ASE. As atividades das enzimas antioxidantes no plasma e no rim foram reduzidas no grupo hipoprotéico e aumentadas pelo ASE, com exceção da catalase que não apresentou diferença entre os grupos. Os animais hipoprotéicos apresentaram redução no número de glomérulos renais e aumento da EFNa e o tratamento com ASE preveniu as alterações renais encontradas neste modelo. Em conclusão, o ASE parece proteger a prole, cujas mães foram expostas a uma dieta com pouca proteína durante a gestação, através do efeito anti-hipertensivo, vasodilatador e antioxidante observado neste trabalho.

Interfacial immobilization of monoclonal antibody and detection of human prostate-specific antigen.

Antibody orientation and its antigen binding efficiency at interface are of particular interest in many immunoassays and biosensor applications. In this paper, spectroscopic ellipsometry (SE), neutron reflection (NR), and dual polarization interferometry (DPI) have been used to investigate interfacial assembly of the antibody [mouse monoclonal anti-human prostate-specific antigen (anti-hPSA)] at the silicon oxide/water interface and subsequent antigen binding. It was found that the mass density of antibody adsorbed at the interface increased with solution concentration and adsorption time while the antigen binding efficiency showed a steady decline with increasing antibody amount at the interface over the concentration range studied. The amount of antigen bound to the interfacial immobilized antibody reached a maximum when the surface-adsorbed amount of antibody was around 1.5 mg/m(2). This phenomenon is well interpreted by the interfacial structural packing or crowding. NR revealed that the Y-shaped antibody laid flat on the interface at low surface mass density with a thickness around 40 Å, equivalent to the short axial length of the antibody molecule. The loose packing of the antibody within this range resulted in better antigen binding efficiency, while the subsequent increase of surface-adsorbed amount led to the crowding or overlapping of antibody fragments, hence reducing the antigen binding due to the steric hindrance. In situ studies of antigen binding by both NR and DPI demonstrated that the antigen inserted into the antibody layer rather than forming an additional layer on the top. Stability assaying revealed that the antibody immobilized at the silica surface remained stable and active over the monitoring period of 4 months. These results are useful in forming a general understanding of antibody interfacial behavior and particularly relevant to the control of their activity and stability in biosensor development.

Influence of a fish bacterium Lactobacillus sp. on the production of swordtail xiphophorus helleri (Heckel 1848)

The influence of a fish gut bacterium Lactobacillus sp on the production of swordtail Xiphophorus helleri was studied for a period of one year. The Lactobacillus sp P21 produced bacteriocin-like inhibitory substance and exhibited wide spectrum of action against Aeromonas hydrophila, Bacillus spp, Pseudomonas spp and Citrobacter freundi in vitro. The growth performance of X. helleri reared in the presence of Lactobacillus P21 at 106/ml rearing water was better than the control. The total plate counts, total MRS agar counts and the counts of motile aeromonads, presumptive pseudomonads, lactose fermenters and lactose non-fermenters in the gut of probiotic group were comparatively low than the control. On day 60 the count of Lactobacillus sp P21 was observed to be log 5.28/g in the gut of X. helleri indicating colonization of this bacterium in the gastrointestinal tract. The fecundity of X. helleri was in the range of 9-134. On average, it produced from 39.42±18.72 fry/female in control group to 53.00±23.57 fry/female in probiotic group. The increase in average fecundity in probiotic group over the control group was about 25%. There existed significant difference between probiotic group and control in respect of average fecundity/female (p<0.02), average number of fry survived /female (p<0.006) and average number of fry dead/female (p<0.029). The results of the present study demonstrated that the rearing of X. helleri in probiotic-enriched water have growth inducing ability and favourably influenced the reproductive performance in terms of high fecundity, high fry survival, reduced fry mortality and reduced fry deformity.

Impact of mode localization on the motional resistance of coupled MEMS resonators

This paper investigates the effect of mode-localization that arises from structural asymmetry induced by manufacturing tolerances in mechanically coupled, electrically transduced Si MEMS resonators. We demonstrate that in the case of such mechanically coupled resonators, the achievable series motional resistance (R x) is dependent not only on the quality factor (Q) but also on the variations in the eigenvector of the chosen mode of vibration induced by mode localization due to manufacturing tolerances during the fabrication process. We study this effect of mode-localization both theoretically and experimentally in two pairs of coupled double-ended tuning fork resonators with different levels of initial structural asymmetry. The measured series R x is minimal when the system is close to perfect symmetry and any deviation from structural symmetry induced by fabrication tolerances leads to a degradation in the effective R x. Mechanical tuning experiments of the stiffness of one of the coupled resonators was also conducted to study variations in R x as a function of structural asymmetry within the system, the results of which demonstrated consistent variations in motional resistance with predictions. © 2012 IEEE.

The phase of iron catalyst nanoparticles during carbon nanotube growth

We study the Fe-catalyzed chemical vapor deposition of carbon nanotubes by complementary in situ grazing-incidence X-ray diffraction, in situ X-ray reflectivity, and environmental transmission electron microscopy. We find that typical oxide supported Fe catalyst films form widely varying mixtures of bcc and fcc phased Fe nanoparticles upon reduction, which we ascribe to variations in minor commonly present carbon contamination levels. Depending on the as-formed phase composition, different growth modes occur upon hydrocarbon exposure: For γ-rich Fe nanoparticle distributions, metallic Fe is the active catalyst phase, implying that carbide formation is not a prerequisite for nanotube growth. For α-rich catalyst mixtures, Fe3C formation more readily occurs and constitutes part of the nanotube growth process. We propose that this behavior can be rationalized in terms of kinetically accessible pathways, which we discuss in the context of the bulk iron-carbon phase diagram with the inclusion of phase equilibrium lines for metastable Fe3C. Our results indicate that kinetic effects dominate the complex catalyst phase evolution during realistic CNT growth recipes. © 2012 American Chemical Society.

Frame assisted H2O electrolysis induced H2 bubbling transfer of large area graphene grown by chemical vapor deposition on Cu

An improved technique for transferring large area graphene grown by chemical vapor deposition on copper is presented. It is based on mechanical separation of the graphene/copper by H2 bubbles during H2O electrolysis, which only takes a few tens of seconds while leaving the copper cathode intact. A semi-rigid plastic frame in combination with thin polymer layer span on graphene gives a convenient way of handling- and avoiding wrinkles and holes in graphene. Optical and electrical characterizations prove the graphene quality is better than that obtained by traditional wet etching transfer. This technique appears to be highly reproducible and cost efficient. © 2013 American Institute of Physics.

Structure and magnetic property of (Ga,Cr)As films with different Cr contents

We report variations in structure and magnetic property of (Ga,Cr) As films with increasing Cr content x. Due to phase segregation, a tendency towards inhomogeneous distribution with increasing x is confirmed. Barkhausen-like magnetization and large remanent magnetic moment were also clearly observed in the samples with x<5.3%. However, spin-glass-like behaviors were observed in both dc and ac magnetic measurements, which might originate from the competition between magnetic nucleation and frustration of long ferromagnetic order in this inhomogeneous system. All the samples exhibit characteristics of variable-range hopping conductivity at temperature below 150 K. Typical magnetic circular dichroism structure was observed in the sample with x=7.9%.

Fabrication and Infrared Optical Properties of Nano Vanadium Dioxide Thin Films

Vanadium dioxide thin films were fabricated by ion beam sputtering on Si3N4/SiO2/Si after a post reductive annealing process in a nitrogen atmosphere. X-ray Diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) were employed to analyze the effects of post annealing temperature on crystallinity, morphology, and composition of the vanadium oxide thin films. Transmission properties of vanadium dioxide thin films were measured by Fourier transform-infrared (FT-IR) spectroscopy. The results showed that the as-deposited vanadium oxide thin films were composed of non-crystalline V2O5 and a tetragonal rutile VO2. After annealing at 400 degrees C for 2 h, the mixed phase vanadium oxide (VOx) thin film changed its composition and structure to VO2 and had a (011) oriented monoclinic rutile structure. When increasing the temperature to 450 degrees C, nano VO2 thin films with smaller grains were obtained. FT-IR results showed that the transmission contrast factor of the nano VO2 thin film was more than 0.99 and the transmission of smaller grain nano VO2 thin film was near zero at its switched state. Nano VO2 thin film with smaller grains is an ideal material for application in optical switching devices.

Structural phase transformations of ZnS nanocrystalline under high pressure

In-situ energy dispersive x-ray diffraction on ZnS nanocrystalline was carried out under high pressure by using a diamond anvil cell. Phase transition of wurtzite of 10 nm ZnS to rocksalt occurred at 16.0 GPa, which was higher than that of the bulk materials. The structures of ZnS nanocrystalline at different pressures were built by using materials studio and the bulk modulus, and the pressure derivative of ZnS nanocrystalline were derived by fitting the equation of Birch-Murnaghan. The resulting modulus was higher than that of the corresponding bulk material, which indicates that the nanomaterial has higher hardness than its bulk materials.