Sensores basados en nanocavidades de sistemas supramoleculares. Sensors based on nanocavities of supramolecular systems.

Uno de los grandes desafíos analíticos es resolver la complejidad del análisis de cantidades trazas de compuestos orgánicos debido a la baja sensibilidad analítica de las técnicas usuales que permiten una determinación específica como IR o RMN. El uso de espectrofotometría UV-Visible y espectroluminiscencia, técnicas que presentan mayor sensibilidad, se ve dificultada en muchos casos por el efecto matriz producido en el tratamiento de muestras reales y complejas o pérdida de la selectividad debido a la superposición de bandas.La interacción por formación de complejos entre determinados sustratos y receptores macrocíclicos que presentan poros o cavidades nanométricas, puede afectar las propiedades espectroscópicas de los sustratos. La respuesta de técnicas sensibles puede traducirse así en un análisis selectivo debido al reconocimiento molecular que se establece entre un dado receptor y el sustrato de interés. Por otra parte puede mejorar la sensibilidad debido a efectos de micropolaridad del medio, a efectos de restricciones de grados de libertad, por compartamentalización o protección de los estados excitados de los sustratos incluidos. El uso analítico de receptores selectivos es un área actualmente en desarrollo, que permite una rápida determinación de especies químicas, disminuyendo el efecto de interferentes, mejorando la sensibilidad y disminuyendo el tratamiento de la muestra.Se estudiarán los mecanismos involucrados en las interacciones y los factores que los modifican por técnicas espectroscópicas como UV-visible, RMN y luminiscencia. Se determinarán los parámetros analíticos por luminiscencia en los medios y condiciones en que la sensibilidad analítica muestre el mayor incremento. Se realizarán las pruebas de validación en las mejores condiciones para cada uno y mezclas de analitos relacionados en muestras reales.

Optimización en el cómputos de algoritmos de cuadratura para funciones especiales. Optimization of quadrature algorithms for special functions.

En nuestro proyecto anterior aproximamos el cálculo de una integral definida con integrandos de grandes variaciones funcionales. Nuestra aproximación paraleliza el algoritmo de cómputo de un método adaptivo de cuadratura, basado en reglas de Newton-Cote. Los primeros resultados obtenidos fueron comunicados en distintos congresos nacionales e internacionales; ellos nos permintieron comenzar con una tipificación de las reglas de cuadratura existentes y una clasificación de algunas funciones utilizadas como funciones de prueba. Estas tareas de clasificación y tipificación no las hemos finalizado, por lo que pretendemos darle continuidad a fin de poder informar sobre la conveniencia o no de utilizar nuestra técnica. Para llevar adelante esta tarea se buscará una base de funciones de prueba y se ampliará el espectro de reglas de cuadraturas a utilizar. Además, nos proponemos re-estructurar el cálculo de algunas rutinas que intervienen en el cómputo de la mínima energía de una molécula. Este programa ya existe en su versión secuencial y está modelizado utilizando la aproximación LCAO. El mismo obtiene resultados exitosos en cuanto a precisión, comparado con otras publicaciones internacionales similares, pero requiere de un tiempo de cálculo significativamente alto. Nuestra propuesta es paralelizar el algoritmo mencionado abordándolo al menos en dos niveles: 1- decidir si conviene distribuir el cálculo de una integral entre varios procesadores o si será mejor distribuir distintas integrales entre diferentes procesadores. Debemos recordar que en los entornos de arquitecturas paralelas basadas en redes (típicamente redes de área local, LAN) el tiempo que ocupa el envío de mensajes entre los procesadores es muy significativo medido en cantidad de operaciones de cálculo que un procesador puede completar. 2- de ser necesario, paralelizar el cálculo de integrales dobles y/o triples. Para el desarrollo de nuestra propuesta se desarrollarán heurísticas para verificar y construir modelos en los casos mencionados tendientes a mejorar las rutinas de cálculo ya conocidas. A la vez que se testearán los algoritmos con casos de prueba. La metodología a utilizar es la habitual en Cálculo Numérico. Con cada propuesta se requiere: a) Implementar un algoritmo de cálculo tratando de lograr versiones superadoras de las ya existentes. b) Realizar los ejercicios de comparación con las rutinas existentes para confirmar o desechar una mejor perfomance numérica. c) Realizar estudios teóricos de error vinculados al método y a la implementación. Se conformó un equipo interdisciplinario integrado por investigadores tanto de Ciencias de la Computación como de Matemática. Metas a alcanzar Se espera obtener una caracterización de las reglas de cuadratura según su efectividad, con funciones de comportamiento oscilatorio y con decaimiento exponencial, y desarrollar implementaciones computacionales adecuadas, optimizadas y basadas en arquitecturas paralelas.

Development of sensing systems for environmental monitoring

This project focused on the investigation and the development of a chemical sensing system for the determination of chromium Cr6+ and a bio-reactor followed by electrochemical detection at a glassy carbon electrode, for the determination of organochlorine compounds. The conjugation of Cr6+ with 1,5-diphenylcarbazide was studied at various types of electrodes such as glassy carbon, ultra-trace epoxy-graphite, chemically or un-modified carbon-paste and dropping-mercury. The cyclic voltammetric behaviour of the complex was also investigated. In addition, the possibility of developing a chemical sensor, Le. an electrochemical probe capable of sensing Cr6+ through its complexation with 1,5-diphenylacarbazide was studied. The conjugations of l-chloro-2,4-dinitrobenzene, 2,4-dichloronitrobenzene and ethacrynic, which are electrophilic organochlorine compounds, with reduced glutathione, were studied in order to test the bioreactor developed, based on the immobilisation of glutathione s-transferase. This was carried out at different types of electrodes such as glassy-carbon, gold, silver, platinum, epoxy-graphite, hangingmercury, and ferrocene-modified rotating-disc electrodes.

Modeling, design, and optimization of radiofrequency micromechanical structures

Coupled Electromechanical Analysis, MEMS Modeling, MEMS, RF MEMS Switches, Defected Ground Structures, Reconfigurable Resonator

Reflective and adaptive middleware for software evolution of information systems

Magdeburg, Univ., Fak. für Informatik, Diss., 2007

Optimization of a procedure for emergency cooling and pressure relief for reactors with exothermal processes

Passive trip system, reactor trip, runaway reaction, batch reactor

Design optimization of savonius and wells turbines

Magdeburg, Univ., Fak. für Verfahrens- und Systemtechnik, Diss., 2011

Verification of system properties of polynomial systems using discrete-time approximations and set-based analysis

Magdeburg, Univ., Fak. für Elektrotechnik und Informationstechnik, Diss., 2015

Material flow accounting of Spain

Material throughput is a means of measuring the so-called social metabolism, or physical dimensions of a society’s consumption, and can be taken as an indirect and approximate indicator of sustainability. Material flow accounting can be used to test the dematerialisation hypothesis, the idea that technological progress causes a decrease in total material used (strong dematerialisation) or material used per monetary unit of output (weak dematerialisation). This paper sets out the results of a material flow analysis for Spain for the period from 1980 to 2000. The analysis reveals that neither strong nor weak dematerialisation took place during the period analysed. Although the population did not increase considerably, materials mobilised by the Spanish economy (DMI) increased by 85% in absolute terms, surpassing GDP growth. In addition, Spain became more dependent on external trade in physical terms. In fact, its imports are more than twice the amount of its exports in terms of weight.

Material flow accounting of Mexico (1970-2003)

This technical background paper describes the methods applied and data sources used in the compilation of the 1980-2003 data set for material flow accounts of the Mexican economy and presents the data set. It is organised in four parts: the first part gives an overview of the Material Flow Accounting (MFA) methodology. The second part presents the main material flows of the Mexican economy including biomass, fossil fuels, metal ores, industrial minerals and, construction minerals. The aim of this part is to explain the procedures and methods followed, the data sources used as well as providing a brief evaluation of the quality and reliability of the information used and the accounts established. Finally, some conclusions will be provided.

Heteroclinic orbits for a class of Hamiltonian systems on Riemannian manifolds

"Vegeu el resum a l'inici del document del fitxer adjunt."

The economics of power and control

John Hardman Moore outlines his joint research with Oliver Hart, looking at the economics of power and control and the foundations of contractual incompleteness

Diffusion-weighted MR imaging of the spine at 3-T: feasibility, optimization of b-value and utility to differentiate benign from pathological vertebral compression fractures

Purpose: To evaluate the feasibility, determine the optimal b-value, and assess the utility of 3-T diffusion-weighted MR imaging (DWI) of the spine in differentiating benign from pathologic vertebral compression fractures.Methods and Materials: Twenty patients with 38 vertebral compression fractures (24 benign, 14 pathologic) and 20 controls (total: 23 men, 17 women, mean age 56.2years) were included from December 2010 to May 2011 in this IRB-approved prospective study. MR imaging of the spine was performed on a 3-T unit with T1-w, fat-suppressed T2-w, gadolinium-enhanced fat-suppressed T1-w and zoomed-EPI (2D RF excitation pulse combined with reduced field-of-view single-shot echo-planar readout) diffusion-w (b-values: 0, 300, 500 and 700s/mm2) sequences. Two radiologists independently assessed zoomed-EPI image quality in random order using a 4-point scale: 1=excellent to 4=poor. They subsequently measured apparent diffusion coefficients (ADCs) in normal vertebral bodies and compression fractures, in consensus.Results: Lower b-values correlated with better image quality scores, with significant differences between b=300 (mean±SD=2.6±0.8), b=500 (3.0±0.7) and b=700 (3.6±0.6) (all p<0.001). Mean ADCs of normal vertebral bodies (n=162) were 0.23, 0.17 and 0.11×10-3mm2/s with b=300, 500 and 700s/mm2, respectively. In contrast, mean ADCs were 0.89, 0.70 and 0.59×10-3mm2/s for benign vertebral compression fractures and 0.79, 0.66 and 0.51×10-3mm2/s for pathologic fractures with b=300, 500 and 700s/mm2, respectively. No significant difference was found between ADCs of benign and pathologic fractures.Conclusion: 3-T DWI of the spine is feasible and lower b-values (300s/mm2) are recommended. However, our preliminary results show no advantage of DWI in differentiating benign from pathologic vertebral compression fractures.