Concepções dos professores da educação básica sobre as feiras de ciência

Currently the Science fairs in Brazil have gained great incentive, examples are the regulations that the government has been implementing in education and the financing of public calls for events throughout the national territory. However, even with this incentive, some researchers point out that the scientific fairs and shows are still interpreted as an extemporaneous work by teachers. In order to know the views of basic education teachers about the fairs of Science, proposed to carry out this research. Given this situation, based mediation theory and sociocultural interaction Vygotsky (2001), the theory of instrumentalism Dewey (2002) and the proposed education through research Galiazzi e Moraes (2002), we sought to understand the importance of fair and their benefits as well as the presence in the talks of respondents. In order to analyze the answers of respondents, used to discourse analysis proposed by Eni Orlandi (2009), in which it is observed and is an interpretation of the speech of teachers, considering their interpretation and how to shape their thinking on the research object. In analyzing the results of the survey, it was noted that the teachers interviewed know the importance and objectives of science fairs, however experience difficulties that often does not allow these events to be carried out. In seeking to assist them to minimize these difficulties, it was realized the need for a product to make available guidance on how to develop research projects and assemblies of science fairs, that would provide an education for the research. Thus, resulting from research, was set up a blog and a booklet with texts, articles and report templates.

Investigating the encoding of visual stimuli by forming neural circuits in the cat primary visual cortex

Contexte La connectomique, ou la cartographie des connexions neuronales, est un champ de recherche des neurosciences évoluant rapidement, promettant des avancées majeures en ce qui concerne la compréhension du fonctionnement cérébral. La formation de circuits neuronaux en réponse à des stimuli environnementaux est une propriété émergente du cerveau. Cependant, la connaissance que nous avons de la nature précise de ces réseaux est encore limitée. Au niveau du cortex visuel, qui est l’aire cérébrale la plus étudiée, la manière dont les informations se transmettent de neurone en neurone est une question qui reste encore inexplorée. Cela nous invite à étudier l’émergence des microcircuits en réponse aux stimuli visuels. Autrement dit, comment l’interaction entre un stimulus et une assemblée cellulaire est-elle mise en place et modulée? Méthodes En réponse à la présentation de grilles sinusoïdales en mouvement, des ensembles neuronaux ont été enregistrés dans la couche II/III (aire 17) du cortex visuel primaire de chats anesthésiés, à l’aide de multi-électrodes en tungstène. Des corrélations croisées ont été effectuées entre l’activité de chacun des neurones enregistrés simultanément pour mettre en évidence les liens fonctionnels de quasi-synchronie (fenêtre de ± 5 ms sur les corrélogrammes croisés corrigés). Ces liens fonctionnels dévoilés indiquent des connexions synaptiques putatives entre les neurones. Par la suite, les histogrammes peri-stimulus (PSTH) des neurones ont été comparés afin de mettre en évidence la collaboration synergique temporelle dans les réseaux fonctionnels révélés. Enfin, des spectrogrammes dépendants du taux de décharges entre neurones ou stimulus-dépendants ont été calculés pour observer les oscillations gamma dans les microcircuits émergents. Un indice de corrélation (Rsc) a également été calculé pour les neurones connectés et non connectés. Résultats Les neurones liés fonctionnellement ont une activité accrue durant une période de 50 ms contrairement aux neurones fonctionnellement non connectés. Cela suggère que les connexions entre neurones mènent à une synergie de leur inter-excitabilité. En outre, l’analyse du spectrogramme dépendant du taux de décharge entre neurones révèle que les neurones connectés ont une plus forte activité gamma que les neurones non connectés durant une fenêtre d’opportunité de 50ms. L’activité gamma de basse-fréquence (20-40 Hz) a été associée aux neurones à décharge régulière (RS) et l’activité de haute fréquence (60-80 Hz) aux neurones à décharge rapide (FS). Aussi, les neurones fonctionnellement connectés ont systématiquement un Rsc plus élevé que les neurones non connectés. Finalement, l’analyse des corrélogrammes croisés révèle que dans une assemblée neuronale, le réseau fonctionnel change selon l’orientation de la grille. Nous démontrons ainsi que l’intensité des relations fonctionnelles dépend de l’orientation de la grille sinusoïdale. Cette relation nous a amené à proposer l’hypothèse suivante : outre la sélectivité des neurones aux caractères spécifiques du stimulus, il y a aussi une sélectivité du connectome. En bref, les réseaux fonctionnels «signature » sont activés dans une assemblée qui est strictement associée à l’orientation présentée et plus généralement aux propriétés des stimuli. Conclusion Cette étude souligne le fait que l’assemblée cellulaire, plutôt que le neurone, est l'unité fonctionnelle fondamentale du cerveau. Cela dilue l'importance du travail isolé de chaque neurone, c’est à dire le paradigme classique du taux de décharge qui a été traditionnellement utilisé pour étudier l'encodage des stimuli. Cette étude contribue aussi à faire avancer le débat sur les oscillations gamma, en ce qu'elles surviennent systématiquement entre neurones connectés dans les assemblées, en conséquence d’un ajout de cohérence. Bien que la taille des assemblées enregistrées soit relativement faible, cette étude suggère néanmoins une intrigante spécificité fonctionnelle entre neurones interagissant dans une assemblée en réponse à une stimulation visuelle. Cette étude peut être considérée comme une prémisse à la modélisation informatique à grande échelle de connectomes fonctionnels.

The Metrology Enhanced Tooling for Aerospace (META) framework

Aerospace manufacturers typically use monolithic steel fixtures to control the form of assemblies. This tooling is very expensive, has long lead times and has little ability to accommodate product variation and design changes. Since the tool setting and recertification process is manual and time consuming, monolithic structures are required in order to maintain the tooling tolerances for multiple years without recertification. This paper introduces the Metrology Enhanced Tooling for Aerospace (META) Framework which interfaces multiple metrology technologies with the tooling, components, workers and automation. This will allow rapid or even real-time fixture re-certification with improved product verification leading to a reduced risk of product non-conformance and increased fixture utilization while facilitating flexible fixtures.

Design of an information system for metrology contents

Dimensional and form inspections are key to the manufacturing and assembly of products. Product verification can involve a number of different measuring instruments operated using their dedicated software. Typically, each of these instruments with their associated software is more suitable for the verification of a pre-specified quality characteristic of the product than others. The number of different systems and software applications to perform a complete measurement of products and assemblies within a manufacturing organisation is therefore expected to be large. This number becomes even larger as advances in measurement technologies are made. The idea of a universal software application for any instrument still appears to be only a theoretical possibility. A need for information integration is apparent. In this paper, a design of an information system to consistently manage (store, search, retrieve, search, secure) measurement results from various instruments and software applications is introduced. Two of the main ideas underlying the proposed system include abstracting structures and formats of measurement files from the data so that complexity and compatibility between different approaches to measurement data modelling is avoided. Secondly, the information within a file is enriched with meta-information to facilitate its consistent storage and retrieval. To demonstrate the designed information system, a web application is implemented. © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2010.

Design, Synthesis, and Photophysical Investigation of Porphyrin-containing Polymer-wrapped Single-walled Carbon Nanotubes

Significant advances in understanding the fundamental photophysical behavior of single-walled carbon nanotubes (SWNTs) have been made possible by the development of ionic, conjugated aryleneethynylene polymers that helically wrap SWNTs with well-defined morphology. My contribution to this work was the design and synthesis of porphyrin-containing polymers and the photophysical investigation of the corresponding polymer-wrapped SWNTs. For these new constructs, the polymer acts as more than just a solubilization scaffold; such assemblies can provide benchmark data for evaluating spectroscopic signatures of energy and charge transfer events and lay the groundwork for further, rational development of polymers with precisely tuned redox properties and electronic coupling with the underlying SWNT. The first design to incorporate a zinc porphyrin into the polymer backbone, PNES-PZn, suffered from severe aggregation in solution and was redesigned to produce the porphyrin-containing polymer S-PBN-PZn. This polymer was utilized to helically wrap chirality-enriched (6,5) SWNTs, which resulted in significant quenching of the porphyrin-based fluorescence. Time-resolved spectroscopy revealed a simultaneous rise and decay of the porphyrin radical cation and SWNT electron polaron spectroscopic signatures indicative of photoinduced electron transfer. A new polymer, S-PBN(b)-Ph2PZn3, was then synthesized which incorporated a meso-ethyne linked zinc porphyrin trimer. By changing the absorption profile and electrochemical redox potentials of the polymer, the photophysical behavior of the corresponding polymer-wrapped (6,5)-SWNTs was dramatically changed, and the polymer-wrapped SWNTs no longer showed evidence for photoinduced electron transfer.

Spontaneous Unfolding and Refolding of FNIII Domains Assayed by Thiol Exchange

Fibronectin (FN) is a large extracellular matrix (ECM) protein that is made up of

type I (FNI), type II (FNII), & type III (FNIII) domains. It assembles into an insoluble

supra-­‐‑molecular structure: the fibrillar FN matrix. FN fibrillogenesis is a cell‐‑mediated process, which is initiated when FN binds to integrins on the cell surface. The FN matrix plays an important role in cell migration, proliferation, signaling & adhesion. Despite decades of research, the FN matrix is one of the least understood supra-­‐‑molecular protein assemblies. There have been several attempts to elucidate the exact mechanism of matrix assembly resulting in significant progress in the field but it is still unclear as to what are FN-­‐‑FN interactions, the nature of these interactions and the domains of FN that

are in contact with each other. FN matrix fibrils are elastic in nature. Two models have been proposed to explain the elasticity of the fibrils. The first model: the ‘domain unfolding’ model postulates that the unraveling of FNIII domains under tension explains fibril elasticity.

The second model relies on the conformational change of FN from compact to extended to explain fibril elasticity. FN contain 15 FNIII domains, each a 7-­‐‑strand beta sandwich. Earlier work from our lab used the technique of labeling a buried Cys to study the ‘domain unfolding’ model. They used mutant FNs containing a buried Cys in a single FNIII domain and found that 6 of the 15 FNIII domains label in matrix fibrils. Domain unfolding due to tension, matrix associated conformational changes or spontaneous folding and unfolding are all possible explanation for labeling of the buried Cys. The present study also uses the technique of labeling a buried Cys to address whether it is spontaneous folding and unfolding that labels FNIII domains in cell culture. We used thiol reactive DTNB to measure the kinetics of labeling of buried Cys in eleven FN III domains over a wide range of urea concentrations (0-­‐‑9M). The kinetics data were globally fit using Mathematica. The results are equivalent to those of H-­‐‑D exchange, and

provide a comprehensive analysis of stability and unfolding/folding kinetics of each

domain. For two of the six domains spontaneous folding and unfolding is possibly the reason for labeling in cell culture. For the rest of the four domains it is probably matrix associated conformational changes or tension induced unfolding.

A long-­‐‑standing debate in the protein-­‐‑folding field is whether unfolding rate

constants or folding rate constants correlate to the stability of a protein. FNIII domains all have the same ß sandwich structure but very different stabilities and amino acid sequences. Our study analyzed the kinetics of unfolding and folding and stabilities of eleven FNIII domains and our results show that folding rate constants for FNIII domains are relatively similar and the unfolding rates vary widely and correlate to stability. FN forms a fibrillar matrix and the FN-­‐‑FN interactions during matrix fibril formation are not known. FNI 1-­‐‑9 or the N-­‐‑ terminal region is indispensible for matrix formation and its major binding partner has been shown to be FNIII 2. Earlier work from our lab, using FRET analysis showed that the interaction of FNI 1-­‐‑9 with a destabilized FNIII 2 (missing the G strand, FNIII 2ΔG) reduces the FRET efficiency. This efficiency is restored in the presence of FUD (bacterial adhesion from S. pyogenes) that has been known to interact with FNI 1-­‐‑9 via a tandem ß zipper. In the present study we

use FRET analysis and a series of deletion mutants of FNIII 2ΔG to study the shortest fragment of FNIII 2ΔG that is required to bind FNI 1-­‐‑9. Our results presented here are qualitative and show that FNIII 2ΔC’EFG is the shortest fragment required to bind FNI 1-­‐‑9. Deletion of one more strand abolishes the interaction with FNI 1-­‐‑9.

Application of Numerical Methods to Study Arrangement and Fracture of Lithium-Ion Microstructure

The focus of this work is to develop and employ numerical methods that provide characterization of granular microstructures, dynamic fragmentation of brittle materials, and dynamic fracture of three-dimensional bodies.

We first propose the fabric tensor formalism to describe the structure and evolution of lithium-ion electrode microstructure during the calendaring process. Fabric tensors are directional measures of particulate assemblies based on inter-particle connectivity, relating to the structural and transport properties of the electrode. Applying this technique to X-ray computed tomography of cathode microstructure, we show that fabric tensors capture the evolution of the inter-particle contact distribution and are therefore good measures for the internal state of and electronic transport within the electrode.

We then shift focus to the development and analysis of fracture models within finite element simulations. A difficult problem to characterize in the realm of fracture modeling is that of fragmentation, wherein brittle materials subjected to a uniform tensile loading break apart into a large number of smaller pieces. We explore the effect of numerical precision in the results of dynamic fragmentation simulations using the cohesive element approach on a one-dimensional domain. By introducing random and non-random field variations, we discern that round-off error plays a significant role in establishing a mesh-convergent solution for uniform fragmentation problems. Further, by using differing magnitudes of randomized material properties and mesh discretizations, we find that employing randomness can improve convergence behavior and provide a computational savings.

The Thick Level-Set model is implemented to describe brittle media undergoing dynamic fragmentation as an alternative to the cohesive element approach. This non-local damage model features a level-set function that defines the extent and severity of degradation and uses a length scale to limit the damage gradient. In terms of energy dissipated by fracture and mean fragment size, we find that the proposed model reproduces the rate-dependent observations of analytical approaches, cohesive element simulations, and experimental studies.

Lastly, the Thick Level-Set model is implemented in three dimensions to describe the dynamic failure of brittle media, such as the active material particles in the battery cathode during manufacturing. The proposed model matches expected behavior from physical experiments, analytical approaches, and numerical models, and mesh convergence is established. We find that the use of an asymmetrical damage model to represent tensile damage is important to producing the expected results for brittle fracture problems.

The impact of this work is that designers of lithium-ion battery components can employ the numerical methods presented herein to analyze the evolving electrode microstructure during manufacturing, operational, and extraordinary loadings. This allows for enhanced designs and manufacturing methods that advance the state of battery technology. Further, these numerical tools have applicability in a broad range of fields, from geotechnical analysis to ice-sheet modeling to armor design to hydraulic fracturing.

Hydroxyamidinates et polymères de coordination : suspicions et valences mixtes

Dans un contexte où l’énergie représente un enjeu majeur pour les pays et organisations à économies émergentes et développées, la recherche de nouvelles sources renouvelables et la démocratisation des vecteurs énergétiques permettant l’approvisionnement mondial de façon durable constitue un devoir pour la communauté scientifique internationale. D’ailleurs, il serait essentiel que les nombreuses disciplines de la chimie concertent leurs efforts. Plus particulièrement, la croissance de la recherche en chimie de coordination orientée vers la photosynthèse artificielle ainsi que le développement de matériaux fonctionnels démontre l’importance indéniable de ce champ de recherche. Ce travail présente dans un premier temps l’étude des différentes voies de synthèse d’hydroxyamidines, un ligand chélatant aux propriétés de coordination prometteuses ne recevant que très peu d’attention de la part de la communauté scientifique. Dans un deuxième temps, nous présenterons le développement d’une stratégie d’assemblage de leurs complexes supramoléculaires impliquant des métaux de transition abondants et peu dispendieux de la première rangée. Dans un troisième temps, il sera question de l’investigation de leurs propriétés photophysiques et électrochimiques à des fins d’applications au sein de matériaux fonctionnels. Pour ce faire, les différentes voies de synthèse des hydroxyamidines et de leurs amidines correspondantes qui ont précédemment été étudiées par les membres du groupe seront tout d’abord perfectionnées, puis investiguées afin de déterminer leur versatilité. Ensuite, les propriétés de complexation des amox résultantes comportant des motifs sélectionnés seront déterminées pour enfin étudier les propriétés photophysiques et électrochimiques d’une série de complexes de métaux de transition de la première rangée. En somme, plusieurs designs qu’offrent les amox et bis-amox sont étudiés et les propriétés des architectures résultantes de leur auto-assemblage sont déterminées.

Étude des mécanismes d’extraction lipidique par le peptide mélittine et la protéine BSP1

Les peptides et protéines extracteurs de lipides (PEL) se lient aux membranes lipidiques puis en extraient des lipides en formant de plus petits auto-assemblages, un phénomène qui peut aller jusqu'à la fragmentation des membranes. Dans la nature, cette extraction se produit sur une gamme de cellules et entraîne des conséquences variées, comme la modification de la composition de la membrane et la mort de la cellule. Cette thèse se penche sur l’extraction lipidique, ou fragmentation, induite par le peptide mélittine et la protéine Binder-of-SPerm 1 (BSP1) sur des membranes lipidiques modèles. Pour ce faire, des liposomes de différentes compositions sont préparés et incubés avec la mélittine ou la BSP1. L'association aux membranes est déterminée par la fluorescence intrinsèque des PEL, tandis que l'extraction est caractérisée par une plateforme analytique combinant des tests colorimétriques et des analyses en chromatographie en phase liquide et spectrométrie de masse (LCMS). La mélittine fait partie des peptides antimicrobiens cationiques, un groupe de PEL très répandu chez les organismes vivants. Ces peptides sont intéressants du point du vue médical étant donné leur mode d’action qui vise directement les lipides des membranes. Plusieurs de ceux-ci agissent sur les membranes des bactéries selon le mécanisme dit « en tapis », par lequel ils s’adsorbent à leur surface, forment des pores et ultimement causent leur fragmentation. Dans cette thèse, la mélittine est utilisée comme peptide modèle afin d’étudier le mécanisme par lequel les peptides antimicrobiens cationiques fragmentent les membranes. Les résultats montrent que la fragmentation des membranes de phosphatidylcholines (PC) est réduite par une déméthylation graduelle de leur groupement ammonium. L'analyse du matériel fragmenté révèle que les PC sont préférentiellement extraites des membranes, dû à un enrichissement local en PC autour de la mélittine à l'intérieur de la membrane. De plus, un analogue de la mélittine, dont la majorité des résidus cationiques sont neutralisés, est utilisé pour évaluer le rôle du caractère cationique de la mélittine native. La neutralisation augmente l'affinité du peptide pour les membranes neutres et anioniques, réduit la fragmentation des membranes neutres et augmente la fragmentation des membranes anioniques. Malgré les interactions électrostatiques entre le peptide cationique et les lipides anioniques, aucune spécificité lipidique n'est observée dans l'extraction. La BSP1 est la protéine la plus abondante du liquide séminal bovin et constitue un autre exemple de PEL naturel important. Elle se mélange aux spermatozoïdes lors de l’éjaculation et extrait des lipides de leur membrane, notamment le cholestérol et les phosphatidylcholines. Cette étape cruciale modifie la composition lipidique de la membrane du spermatozoïde, ce qui faciliterait par la suite la fécondation de l’ovule. Cependant, le contact prolongé de la protéine avec les spermatozoïdes endommagerait la semence. Cette thèse cherche donc à approfondir notre compréhension de ce délicat phénomène en étudiant le mécanisme moléculaire par lequel la protéine fragmente les membranes lipidiques. Les résultats des présents travaux permettent de proposer un mécanisme d’extraction lipidique en 3 étapes : 1) L'association à l’interface des membranes; 2) La relocalisation de l’interface vers le cœur lipidique; 3) La fragmentation des membranes. La BSP1 se lie directement à deux PC à l'interface; une quantité suffisante de PC dans les membranes est nécessaire pour permettre l'association et la fragmentation. Cette liaison spécifique ne mène généralement pas à une extraction lipidique sélective. L'impact des insaturations des chaînes lipidiques, de la présence de lysophosphatidylcholines, de phosphatidyléthanolamine, de cholestérol et de lipides anioniques est également évalué. Les présentes observations soulignent la complexe relation entre l'affinité d'un PEL pour une membrane et le niveau de fragmentation qu'il induit. L'importance de la relocalisation des PEL de l'interface vers le cœur hydrophobe des membranes pour permettre leur fragmentation est réitérée. Cette fragmentation semble s'accompagner d'une extraction lipidique préférentielle seulement lorsqu'une séparation de phase est induite au niveau de la membrane, nonobstant les interactions spécifiques PEL-lipide. Les prévalences des structures amphiphiles chez certains PEL, ainsi que de la fragmentation en auto-assemblages discoïdaux sont discutées. Finalement, le rôle des interactions électrostatiques entre les peptides antimicrobiens cationiques et les membranes bactériennes anioniques est nuancé : les résidus chargés diminueraient l'association des peptides aux membranes neutres suite à l'augmentation de leur énergie de solvatation.

Investigating the encoding of visual stimuli by forming neural circuits in the cat primary visual cortex

Contexte La connectomique, ou la cartographie des connexions neuronales, est un champ de recherche des neurosciences évoluant rapidement, promettant des avancées majeures en ce qui concerne la compréhension du fonctionnement cérébral. La formation de circuits neuronaux en réponse à des stimuli environnementaux est une propriété émergente du cerveau. Cependant, la connaissance que nous avons de la nature précise de ces réseaux est encore limitée. Au niveau du cortex visuel, qui est l’aire cérébrale la plus étudiée, la manière dont les informations se transmettent de neurone en neurone est une question qui reste encore inexplorée. Cela nous invite à étudier l’émergence des microcircuits en réponse aux stimuli visuels. Autrement dit, comment l’interaction entre un stimulus et une assemblée cellulaire est-elle mise en place et modulée? Méthodes En réponse à la présentation de grilles sinusoïdales en mouvement, des ensembles neuronaux ont été enregistrés dans la couche II/III (aire 17) du cortex visuel primaire de chats anesthésiés, à l’aide de multi-électrodes en tungstène. Des corrélations croisées ont été effectuées entre l’activité de chacun des neurones enregistrés simultanément pour mettre en évidence les liens fonctionnels de quasi-synchronie (fenêtre de ± 5 ms sur les corrélogrammes croisés corrigés). Ces liens fonctionnels dévoilés indiquent des connexions synaptiques putatives entre les neurones. Par la suite, les histogrammes peri-stimulus (PSTH) des neurones ont été comparés afin de mettre en évidence la collaboration synergique temporelle dans les réseaux fonctionnels révélés. Enfin, des spectrogrammes dépendants du taux de décharges entre neurones ou stimulus-dépendants ont été calculés pour observer les oscillations gamma dans les microcircuits émergents. Un indice de corrélation (Rsc) a également été calculé pour les neurones connectés et non connectés. Résultats Les neurones liés fonctionnellement ont une activité accrue durant une période de 50 ms contrairement aux neurones fonctionnellement non connectés. Cela suggère que les connexions entre neurones mènent à une synergie de leur inter-excitabilité. En outre, l’analyse du spectrogramme dépendant du taux de décharge entre neurones révèle que les neurones connectés ont une plus forte activité gamma que les neurones non connectés durant une fenêtre d’opportunité de 50ms. L’activité gamma de basse-fréquence (20-40 Hz) a été associée aux neurones à décharge régulière (RS) et l’activité de haute fréquence (60-80 Hz) aux neurones à décharge rapide (FS). Aussi, les neurones fonctionnellement connectés ont systématiquement un Rsc plus élevé que les neurones non connectés. Finalement, l’analyse des corrélogrammes croisés révèle que dans une assemblée neuronale, le réseau fonctionnel change selon l’orientation de la grille. Nous démontrons ainsi que l’intensité des relations fonctionnelles dépend de l’orientation de la grille sinusoïdale. Cette relation nous a amené à proposer l’hypothèse suivante : outre la sélectivité des neurones aux caractères spécifiques du stimulus, il y a aussi une sélectivité du connectome. En bref, les réseaux fonctionnels «signature » sont activés dans une assemblée qui est strictement associée à l’orientation présentée et plus généralement aux propriétés des stimuli. Conclusion Cette étude souligne le fait que l’assemblée cellulaire, plutôt que le neurone, est l'unité fonctionnelle fondamentale du cerveau. Cela dilue l'importance du travail isolé de chaque neurone, c’est à dire le paradigme classique du taux de décharge qui a été traditionnellement utilisé pour étudier l'encodage des stimuli. Cette étude contribue aussi à faire avancer le débat sur les oscillations gamma, en ce qu'elles surviennent systématiquement entre neurones connectés dans les assemblées, en conséquence d’un ajout de cohérence. Bien que la taille des assemblées enregistrées soit relativement faible, cette étude suggère néanmoins une intrigante spécificité fonctionnelle entre neurones interagissant dans une assemblée en réponse à une stimulation visuelle. Cette étude peut être considérée comme une prémisse à la modélisation informatique à grande échelle de connectomes fonctionnels.

THE DESIGN AND SYNTHESIS OF SILOXANE PRECURSORS FOR CHIRAL PERIODIC MESOPOROUS ORGANOSILICA MATERIALS

The development of cost-effective and reliable methods for the synthesis and separation of asymmetric compounds is paramount in helping to meet society’s ever-growing demand for chiral small molecules. Of these methods, chiral heterogeneous supports are particularly appealing as they allow for the reuse of the chiral source. One such support, based on the synergy between chiral organic units and structurally stable inorganic silicon scaffolds are periodic mesoporous organosilicas (PMOs). In the work described herein, I examine some of the factors governing the transmission of chirality between chiral dopants and prochiral bulk phases in chiral PMO materials. In particular, the exploration of 1,1’-binaphthalene-bridged chiral dopants with a focus on the point of attachment into the materials. Moreover, the effects of ordering in the materials are examined and reveal that chirality transfer is more facile in materials with molecular-scale order then those containing amorphous walls. Secondly, the issues surrounding the synthesis and purification of aryl-triethoxysilanes as siloxane precursors are addressed. Both the introduction of a two-carbon linker and the direct attachment of allyl and mixed allyldiethoxysilane species are explored. This work demonstrates that allyldiethoxysilanes are ideal, in that they are stable enough to permit facile synthesis, while still being able to hydrolyze completely to produce well-ordered materials. Lastly, the production of new bulk phases for chiral PMO materials is examined by introducing new prochiral nitrogen-containing siloxane precursors. Biphenyldiamine and bipyridine-bridged siloxane precursors are readily synthesized on reasonable scales. Their use as the bulk siloxane precursor in the production of PMO materials however, is precluded by insufficient gelation and additional siloxane precursors are necessary for the production of ordered materials. In addition to the research detailed above that forms the body of this thesis, two short works are appended. The first details the production of polythiophene assemblies mediated through coordination nanospaces, while the second explores the production of N-heterocyclic carbene functionalized gold nanoparticles through ligand exchange.

Nanotechnology in the food industry I: applications

Nanotechnology is a multidisciplinary science that is having a boom today, providing new products with attractive physicochemical properties for many applications. In agri/feed/food sector, nanotechnology offers great opportunities for obtaining products and innovative applications for agriculture and livestock, water treatment and the production, processing, storage and packaging of food. To this end, a wide variety of nanomaterials, ranging from metals and inorganic metal oxides to organic nanomaterials carrying bioactive ingredients are applied. This review shows an overview of current and future applications of nanotechnology in the food industry. Food additives and materials in contact with food are now the main applications, while it is expected that in the future are in the field of nano-encapsulated and nanocomposites in applications as novel foods, additives, biocides, pesticides and materials food contact.

'Lo que diga la asamblea'. El ritual político como fetiche en tiempos de crisis

La actual crisis sistémica ha operado como una estructura de oportunidad sobre la que han cristalizado nuevos discursos, nuevas prácticas y nuevas estructuras políticas. La irrupción del 15M, de la Plataforma de Afectados por la Hipoteca (PAH) o de las llamadas “mareas” han permitido la visibilización de modos de hacer política que marcan una diferencia explícita con las prácticas asociadas al establishment político del llamado “régimen del 78”. Algunas de las prácticas popularizadas por estos movimientos han llegado a ser asumidas por amplias capas de la población. Entre ellas, destaca la asamblea como método legítimo de toma de decisiones. En esta comunicación planteamos un análisis de la asamblea como ritual político, deteniéndonos en la descripción de sus lógicas organizativas, principios de legimitación y características formales. A través de datos etnográficos recabados en la ciudad de Alcalá de Guadaíra (Sevilla) rastreamos la trama específica de discursos, prácticas y relaciones observables en el seno de las asambleas organizadas por el movimiento 15M. Finalmente, y a través de estos datos, reflexionamos sobre el sentido político del ritual en tiempos de crisis.

Do Institutional Participatory Projects Contribute to the Development of Political Capabilities?

Participation usually sets off from the bottom up, taking the form of more or less enduring forms of collective action with varying degrees of infl uence. However, a number of projects have been launched by political institutions in the last decades with a view to engaging citizens in public affairs and developing their democratic habits, as well as those of the administration. This paper analyses the political qualifying capacity of the said projects, i.e. whether participating in them qualifi es individuals to behave as active citizens; whether these projects foster greater orientation towards public matters, intensify (or create) political will, and provide the necessary skills and expertise to master this will. To answer these questions, data from the comparative analysis of fi ve participatory projects in France and Spain are used, shedding light on which features of these participatory projects contribute to the formation of political subjects and in which way. Finally, in order to better understand this formative dimension, the formative capacity of institutional projects is compared with the formative dimension of other forms of participation spontaneously developed by citizens.

Control over the Self-Assembly Modes of PtII Complexes by Alkyl Chain Variation: From Slipped to Parallel π-Stacks

We report the self-assembly of a new family of hydrophobic,bis(pyridyl) PtII complexes featuring an extendedoligophenyleneethynylene-derived π-surface appended withsix long (dodecyloxy (2)) or short (methoxy (3)) side groups.Complex 2, containing dodecyloxy chains, forms fibrous assemblies with a slipped arrangement of the monomer units (dPt···Pt… =14 Å) in both nonpolar solvents and the solid state.Dispersion-corrected PM6 calculations suggest that this organizationis driven by cooperative π–π, C-H···Cl and π–Pt interactions, which is supported by EXAFS and 2D NMR spectroscopic analysis. In contrast, nearly parallel π-stacks (dPt···Pt… = 4.4 Å) stabilized by multiple π–π and C-H···Cl contact sare obtained in the crystalline state for 3 lacking longside chains, as shown by X-ray analysis and PM6 calculations.Our results reveal not only the key role of alkyl chain lengthin controlling self-assembly modes but also show the relevanceof Pt-bound chlorine ligands as new supramolecular synthons.