Observations of Sausage Modes in Magnetic Pores

We present here evidence for the observation of the magnetohydrodynamic (MHD) sausage modes in magnetic pores in the solar photosphere. Further evidence for the omnipresent nature of acoustic global modes is also found. The empirical decomposition method of wave analysis is used to identify the oscillations detected through a 4170 Å "blue continuum" filter observed with the Rapid Oscillations in the Solar Atmosphere (ROSA) instrument. Out of phase, periodic behavior in pore size and intensity is used as an indicator of the presence of magnetoacoustic sausage oscillations. Multiple signatures of the magnetoacoustic sausage mode are found in a number of pores. The periods range from as short as 30 s up to 450 s. A number of the magnetoacoustic sausage mode oscillations found have periods of 3 and 5 minutes, similar to the acoustic global modes of the solar interior. It is proposed that these global oscillations could be the driver of the sausage-type magnetoacoustic MHD wave modes in pores.

Observational and Dynamical Characterization of Main-belt Comet P/2010 R2 (La Sagra)

We present observations of the recently discovered comet-like main-belt object P/2010 R2 (La Sagra) obtained by Pan-STARRS1 and the Faulkes Telescope-North on Haleakala in Hawaii, the University of Hawaii 2.2 m, Gemini-North, and Keck I telescopes on Mauna Kea, the Danish 1.54 m telescope (operated by the MiNDSTEp consortium) at La Silla, and the Isaac Newton Telescope on La Palma. An antisolar dust tail is observed to be present from 2010 August through 2011 February, while a dust trail aligned with the object's orbit plane is also observed from 2010 December through 2011 August. Assuming typical phase darkening behavior, P/La Sagra is seen to increase in brightness by >1 mag between 2010 August and December, suggesting that dust production is ongoing over this period. These results strongly suggest that the observed activity is cometary in nature (i.e., driven by the sublimation of volatile material), and that P/La Sagra is therefore the most recent main-belt comet to be discovered. We find an approximate absolute magnitude for the nucleus of HR = 17.9 ± 0.2 mag, corresponding to a nucleus radius of ~0.7 km, assuming an albedo of p = 0.05. Comparing the observed scattering surface areas of the dust coma to that of the nucleus when P/La Sagra was active, we find dust-to-nucleus area ratios of Ad /AN = 30-60, comparable to those computed for fellow main-belt comets 238P/Read and P/2008 R1 (Garradd), and one to two orders of magnitude larger than for two other main-belt comets (133P/Elst-Pizarro and 176P/LINEAR). Using optical spectroscopy to search for CN emission, we do not detect any conclusive evidence of sublimation products (i.e., gas emission), finding an upper limit CN production rate of Q CN 100 Myr, suggesting that it is likely native to its current location and that its composition is likely representative of other objects in the same region of the main belt, though the relatively close proximity of the 13:6 mean-motion resonance with Jupiter and the (3,-2,-1) three-body mean-motion resonance with Jupiter and Saturn mean that dynamical instability on larger timescales cannot be ruled out.

Thermomechanical properties of biodegradable films based on blends of gelatin and poly(vinyl alcohol)

The aim of this work was to study the effect of the poly(vinyl alcohol) (PVA) concentration on the thermal and viscoelastic properties of films based on blends of gelatin and PVA using differential scanning calorimetry (DSC) and dynamic-mechanical analysis (DMA). One glass transition was observed between 43 and 49 degrees C on the DSC curves obtained in the first scanning of the blended films, followed by fusion of the crystalline portion between 116 and 134 degrees C. However, the DMA results showed that only the films with 10% PVA had a single peak in the tan 5 spectrum. However, when the PVA concentration was increased the dynamic mechanical spectra showed two peaks on the tan 6 curves, indicating two T(g)s. Despite this phase separation behavior the Gordon and Taylor model was successfully applied to correlate T, as a function of film composition, thus determining k = 7.47. In the DMA frequency tests, the DMA spectra showed that the storage modulus values decreased with increasing temperature. The master curves for the PVA-gelatin films were obtained applying the TTS principle (T(r) = 100 degrees C). The WLF model was thus applied allowing for the determination of the constants C(1) and C(2). The values of these constants increased with increasing PVA concentrations in the blend: C(1) = 49-66 and C(2) = 463-480. These values were used to calculate the fractional free volume of the films at the T(g) and the thermal expansion coefficient of the films above the T(g). (c) 2007 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Dielectric Dispersion of Water in the Frequency Range from 10 mHz to 30 MHz

We investigate the dielectric dispersion of water, specially in the low-frequency range, by using the impedance spectroscopy technique. The frequency dependencies of the real R and imaginary Z parts of the impedance Could not be explained by means of the Usual description of the dielectric properties of the water as all insulating liquid containing ions. This is due to the incomplete knowledge of the parameters entering in the fundamental equations describing the evolution of the system, and oil the mechanisms regulating the exchange of charge of the cell with the external circuit. We propose a simple description of our experimental data based on the model of Debye, by invoking a dc conductivity of the cell, related to the nonblocking character of the electrodes. A discussion on the electric Circuits able to simulate the cell under investigation, based oil bulk and Surface elements, is also reported. We find that the simple circuit formed by a series of two parallels of resistance and capacitance is able to reproduce the experimental data concerning the real and imaginary part of the electrical impedance of the cell for frequency larger than 1 Hz. According to this description, one of the parallels takes into account the electrical properties of interface between the electrode and water, and the other of the bulk. For frequency lower than 1 Hz, a good agreement with the experimental data is obtained by simulating the electrical properties of the interface by means of the constant phase element.

Influence of super-ohmic dissipation on a disordered quantum critical point

We investigate the combined influence of quenched randomness and dissipation on a quantum critical point with O(N) order-parameter symmetry. Utilizing a strong-disorder renormalization group, we determine the critical behavior in one space dimension exactly. For super-ohmic dissipation, we find a Kosterlitz-Thouless type transition with conventional (power-law) dynamical scaling. The dynamical critical exponent depends on the spectral density of the dissipative baths. We also discuss the Griffiths singularities, and we determine observables.

Piezoresponse force microscopy characterization of rare-earth doped BiFeO3 thin films grown by the soft chemical method

The multiferroic behavior with ion modification using rare-earth cations on crystal structures, along with the insulating properties of BiFeO3 (BFO) thin films was investigated using piezoresponse force microscopy. Rare-earth-substituted BFO films with chemical compositions of (Bi 1.00-xRExFe1.00O3 (x=0; 0.15), RE=La and Nd were fabricated on Pt (111)/Ti/SiO2/Si substrates using a chemical solution deposition technique. A crystalline phase of tetragonal BFO was obtained by heat treatment in ambient atmosphere at 500 °C for 2 h. Ion modification using La3+ and Nd3+ cations lowered the leakage current density of the BFO films at room temperature from approximately 10-6 down to 10-8 A/cm2. The observed improved magnetism of the Nd3+ substituted BFO thin films can be related to the plate-like morphology in a nanometer scale. We observed that various types of domain behavior such as 71° and 180° domain switching, and pinned domain formation occurred. The maximum magnetoelectric coefficient in the longitudinal direction was close to 12 V/cm Oe. © 2012 Elsevier Ltd and Techna Group S.r.l.

Efeito da redução do diâmetro interno sobre o desempenho de um reator aeróbio de leito fluidizado no tratamento de esgoto sanitário

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo da segregação de dopantes no contorno de grão e sua influência nas propriedades elétricas de cerâmicas à base de 'SN''O IND.2'

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Structural refinement, optical and ferroelectric properties of microcrystalline Ba(Zr0.05Ti0.95)O-3 perovskite

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Untersuchung der lateralen Organisation und Phasenumwandlung von festkörperunterstützten Lipidmembranen

Im ersten Teil der Arbeit wurde das Bindungsverhalten von Annexin A1 und Annexin A2t an festkörperunterstützte Lipidmembranen aus POPC und POPS untersucht. Für beide Proteine konnte mit Hilfe der Fluoreszenzmikroskopie gezeigt werden, dass irreversible Bindung nur in Anwesenheit von POPS auftritt. Durch rasterkraftmikroskopische Aufnahmen konnte die laterale Organisation der Annexine auf der Lipidmembran dargestellt werden. Beide Proteine lagern sich in Form lateraler Aggregate (zweidimensionale Domänen) auf der Oberfläche an, außerdem ist der Belegungsgrad und die Größe der Domänen von der Membranzusammensetzung und der Calciumkonzentration abhängig. Mit zunehmendem POPS-Gehalt und Calciumkonzentration steigt der Belegungsgrad an und der mittlere Domänenradius wird kleiner. Diese Ergebnisse konnten in Verbindung mit detaillierten Bindungsstudien des Annexins A1 mit der Quarzmikrowaage verwendet werden, um ein Bindungsmodell auf Basis einer heterogenen Oberfläche zu entwickeln. Auf einer POPC-reichen Matrix findet reversible Adsorption statt und auf POPS-reichen Domänen irreversible Adsorption. Durch die Anpassung von dynamischen Monte Carlo-Simulationen basierend auf einer zweidimensionalen zufälligen sequentiellen Adsorption konnten Erkenntnisse über die Membranstruktur und die kinetischen Ratenkonstanten in Abhängigkeit von der Calciumkonzentration und der Inkubationszeit des Proteins gewonnen werden. Die irreversible Bindung ist in allen Calciumkonzentrationsbereichen schneller als die reversible. Außerdem zeigt die irreversible Adsorption eine deutlich stärkere Abhängigkeit von der Calciumkonzentration. Ein kleinerer Belegungsgrad bei niedrigen Ca2+-Gehalten ist hauptsächlich durch die Abnahme der verfügbaren Bindungsplätze auf der Oberfläche zu erklären. Die gute Übereinstimmung der aus den Monte Carlo-Simulationen erhaltenen Domänenstrukturen mit den rasterkraftmikroskopischen Aufnahmen und die Tatsache, dass sich die simulierten Resonanzfrequenzverläufe problemlos an die experimentellen Kurven aus den QCM-Messungen anpassen ließen, zeigt die gute Anwendbarkeit des entwickelten Simulationsprogramms auf die Adsorption von Annexin A1. Die Extraktion der kinetischen Parameter aus dem zweidimensionalen RSA-Modell ist mit Sicherheit einem einfachen Langmuir-Ansatz überlegen. Bei einem Langmuir-Modell erfolgt eine integrale Erfassung einer einzelnen makroskopischen Geschwindigkeitskonstante, während durch das RSA-Modell eine differenzierte Betrachtung des reversiblen und irreversiblen Bindungsprozesses möglich ist. Zusätzlich lassen sich mikroskopische Informationen über die Oberflächenbeschaffenheit gewinnen. Im zweiten Teil der Arbeit wurde das thermotrope Phasenverhalten von festkörperunterstützten Phospholipidbilayern untersucht. Dazu wurden mikrostrukturierte, frei stehende Membranstreifen präpariert und mit Hilfe der bildgebenden Ellipsometrie untersucht. Dadurch konnten die temperaturabhängigen Verläufe der Schichtdicke und der lateralen Membranausdehnung parallel beobachtet werden. Die ermittelten Phasenübergangstemperaturen von DMPC, diC15PC und DPPC lagen 2 - 3 °C oberhalb der Literaturwerte für vesikuläre Systeme. Außerdem wurde eine deutliche Verringerung der Kooperativität der Phasenumwandlung gefunden, was auf einen großen Einfluss des Substrats bei den festkörperunterstützten Lipidmembranen schließen lässt. Zusätzlich wurde ein nicht systematischer Zusammenhang der Ergebnisse von der Oberflächenpräparation gefunden, der es unabdingbar macht, bei Untersuchungen von festkörperunterstützten Substraten einen internen Standard einzuführen. Bei der Analyse des thermotropen Phasenübergangsverhaltens von DMPC/Cholesterol - Gemischen wurde daher die individuelle Adressierbarkeit der strukturierten Lipidmembranen ausgenutzt und ein Lipidstreifen aus reinem DMPC als Standard verwendet. Auf diese Weise konnte gezeigt werden, dass das für Phospholipide typische Phasenübergangsverhalten ab 30 mol% Cholesterol in der Membran nicht mehr vorhanden ist. Dies ist auf die Bildung einer nur durch höhere Sterole induzierten fluiden Phase mit hoch geordneten Acylketten zurückzuführen. Abschließend konnte durch die Zugabe von Ethanol zu einer mikrostrukturierten DMPC-Membran die Bildung eines interdigitierten Bilayers nachgewiesen werden. Die bildgebende Ellipsometrie ist eine sehr gute Methode zur Untersuchung festkörperunterstützter Lipidmembranen, da sie über ein sehr gutes vertikales und ein ausreichendes laterales Auflösungsvermögen besitzt. Sie ist darin zwar einem Rasterkraftmikroskop noch unterlegen, besitzt dafür aber eine einfachere Handhabung beim Umgang mit Flüssigkeiten und in der Temperierung, eine schnellere Bildgebung und ist als optische Methode nicht-invasiv.

Synthese von selbstaggregierenden Glycopeptidkonjugaten mit (per)fluorierten Membranankern

Für eine effektive Erkennung tumorassoziierter Kohlenhydratantigene durch das Immun-system in der Krebs¬immuntherapie ist eine multivalente Präsentation der Haptene notwendig. In der vorliegenden Arbeit wurde ein neuer Zugang zu einer solch räumlichen Konzentration der Haptene untersucht, indem MUC1-Antigene mit perfluorierten Alkylketten funktionalisiert und in einer geeigneten Lipidmatrix entmischt wurden. Perfluoralkyl-Amphiphile zeichnen sich durch eine hohe Entmischungstendenz in Alkyllipiden aus und bewirken dadurch eine Anreicherung der Erkennungsstrukturen (Haptene) in Analogie zu den natürlichen raft-Domänen auf der Zelloberfläche.rnDazu wurden zunächst verschiedene Membranankersysteme mit unterschiedlichem Fluorierungsgrad entwickelt. Beispielsweise konnte ausgehend von einem zentralen Glycerin-fragment ein Membrananker mit zwei Perfluoralkylketten hergestellt werden. Letztere wurden mittels radikalischer Perfluoralkylierung eingeführt, wobei der Fluorgehalt der Verbindung über die Kettenlänge gesteuert wurde. Daneben konnte ein weiteres Ankersystem, basierend auf der Aminosäure Lysin, synthetisiert werden, dass einen bequemen Einbau der Perfluoralkylketten durch Peptidkupplungen von entsprechenden perfluorierten Aminen bzw. perfluorierten Carbonsäuren erlaubte. In diesem Fall wurde der Fluorgehalt durch die Einführung von Alkyl- bzw. Perfluoralkylketten verändert.rnBeide Systeme konnten für erste Untersuchungen ihres Phasenverhaltens mit polaren Kopf-gruppen ausgestattet werden, wobei neben einem hydrophilen, nicht-immunogenen Triethylenglycolspacer vor allem ein TN-Antigen tragendes Dipeptid zum Einsatz kam. In Gegenwart des Matrixlipids DODAMA konnten in Langmuir-Blodgett-Untersuchungen mit diesen Verbindungen eine Entmischung und die Ausbildung mikroseparierter Bereiche nachgewiesen werden. Auch war es möglich, durch Anbindung eines Fluoreszenzfarbstoffes zu zeigen, dass solche amphiphilen Membrananker auf perfluorierten Oberflächen effektiv und dauerhaft immobilisiert werden können. Damit eröffnet diese Verbindungsklasse interessante Anwendungsmöglichkeiten in der Entwicklung von diagnostischen Microarray-Formaten.rnUm eine Anbindung der fluorierten Membrananker an den N-Terminus eines an fester Phase aufgebauten mucinanalogen Glycopeptids als antigene Einheit zu ermöglichen, wurde ein entsprechendes Ankersystem auf Basis von Glutaminsäure entwickelt. Dabei wurden an diese Verbindung neben dem TN-Antigen noch weitere komplexe tumorassoziierte Kohlenhydrat-antigene des Mucintyps angebunden, wobei der Aufbau der resultierenden amphiphilen Glycolipopeptide vollständig an der festen Phase gelang. Insgesamt konnten so mithilfe des teilfluorierten Lysinankers und des zweifach perfluorierten Glutaminsäureankers erste amphiphile Glycopeptid-Konjugate hergestellt werden, deren antigene Kopfgruppe aus einer 20 Aminosäuren umfassenden Wiederholungseinheit des Mucins MUC1 mit TN-, T- bzw. STN-Antigen-Seitenkette besteht. Derartige Verbindungen stellen reizvolle Bausteine für die Tumordiagnostik und für die Entwicklung von stabilen liposomalen Tumorvakzinen dar, da die verwendeten Perfluoralkylanker die Antigenpräsentation nicht wesentlich beeinflussen und die Bindung des Antikörpers nicht behindern. rn

Development of an In Situ Measurement Device for Obtaining Material Thermal Properties

This thesis presents a methodology for measuring thermal properties in situ, with a special focus on obtaining properties of layered stack-ups commonly used in armored vehicle components. The technique involves attaching a thermal source to the surface of a component, measuring the heat flux transferred between the source and the component, and measuring the surface temperature response. The material properties of the component can subsequently be determined from measurement of the transient heat flux and temperature response at the surface alone. Experiments involving multilayered specimens show that the surface temperature response to a sinusoidal heat flux forcing function is also sinusoidal. A frequency domain analysis shows that sinusoidal thermal excitation produces a gain and phase shift behavior typical of linear systems. Additionally, this analysis shows that the material properties of sub-surface layers affect the frequency response function at the surface of a particular stack-up. The methodology involves coupling a thermal simulation tool with an optimization algorithm to determine the material properties from temperature and heat flux measurement data. Use of a sinusoidal forcing function not only provides a mechanism to perform the frequency domain analysis described above, but sinusoids also have the practical benefit of reducing the need for instrumentation of the backside of the component. Heat losses can be minimized by alternately injecting and extracting heat on the front surface, as long as sufficiently high frequencies are used.

Variability of mesospheric water vapor above Bern in relation to the 27-day solar rotation cycle

Many studies investigated solar–terrestrial responses (thermal state, O₃ , OH, H₂O) with emphasis on the tropical upper atmosphere. In this paper the Focus is switched to water vapor in the mesosphere at a mid-latitudinal location. Eight years of water vapor profile measurements above Bern (46.88°N/7.46°E) are investigated to study oscillations with the Focus on periods between 10 and 50 days. Different spectral analyses revealed prominent features in the 27-day oscillation band, which are enhanced in the upper mesosphere (above 0.1 hPa, ∼64 km) during the rising sun spot activity of solar cycle 24. Local as well as zonal mean Aura MLS observations Support these results by showing a similar behavior. The relationship between mesospheric water and the solar Lyman-α flux is studied by comparing thesi-milarity of their temporal oscillations. The H₂O oscillation is negatively correlated to solar Lyman-α oscillation with a correlation coefficient of up to −0.3 to −0.4, and the Phase lag is 6–10 days at 0.04 hPa. The confidence level of the correlation is ≥99%. This finding supports the assumption that the 27-day oscillation in Lyman-α causes a periodical photo dissociation loss in mesospheric water. Wavelet power spectra, cross-wavelet transform and wavelet coherence analysis (WTC)complete our study. More periods of high common wavelet power of H₂O and solar Lyman-α are present when amplitudes of the Lyman-α flux increase. Since this is not a measure of physical correlation a more detailed view on WTC is necessary, where significant (two sigma level)correlations occur intermittently in the 27 and 13-day band with variable Phase lock behavior. Large Lyman-α oscillations appeared after the solar super storm in July 2012 and the H₂O oscillations show a well pronounced anticorrelation. The competition between advective transport and photo dissociation loss of mesospheric water vapor may explain the sometimes variable Phase relationship of mesospheric H₂O and solar Lyman-α oscillations. Generally, the WTC analysis indicates that solar variability causes observable photochemical and dynamical processes in the mid-latitude mesosphere.

Noble metal abundances in ODP Leg 115 basalts (Table 1)

A comparison of 50 basalts recovered at Sites 706, 707, 713, and 715 along the Reunion hotspot trace during Ocean Drilling Program Leg 115 in the Indian Ocean shows that seafloor alteration had little effect on noble metal concentrations (Au, Pd, Pt, Rh, Ru, and Ir), determined by inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP-MS), which generally tend to decrease with magma evolution. Their compatible-element behavior may be related to the precipitation of Ir-Os-based alloys, chromite, sulfides, and/or olivine and clinopyroxene in some combination. The simplest explanation indicates silicate control of concentrations during differentiation. Basalts from the different sites show varying degrees of alkalinity. Noble metal abundances tend to increase with decreasing basalt alkalinity (i.e., with increasing percentages of mantle melting), indicating that the metals behave as compatible elements during mantle melting. The retention of low-melting-point Au, Pd, and Rh in mantle sulfides, which mostly dissolve before significant proportions of Ir-Os-based alloys melt, explains increasing Pd/Ir ratios with decreasing alkalinity (increasing melting percentages) in oceanic basalts. High noble metal concentrations in Indian Ocean basalts (weighted averages of Au, Pd, Rh, Pt, Ru, and Ir in Leg 115 basalts are 3.2, 8.1, 0.31, 7.3, 0.22, and 0.11 ppb, respectively), compared with basalts from some other ocean basins, may reflect fundamental primary variations in upper- mantle noble metal abundances