Engineering a multi-biofunctional composite using poly(ethylenimine) decorated graphene oxide for bone tissue regeneration

Toward preparing strong multi-biofunctional materials, poly(ethylenimine) (PEI) conjugated graphene oxide (GO_PEI) was synthesized using poly(acrylic acid) (PAA) as a spacer and incorporated in poly( e-caprolactone) (PCL) at different fractions. GO_PEI significantly promoted the proliferation and formation of focal adhesions in human mesenchymal stem cells (hMSCs) on PCL. GO_PEI was highly potent in inducing stem cell osteogenesis leading to near doubling of alkaline phosphatase expression and mineralization over neat PCL with 5% filler content and was approximate to 50% better than GO. Remarkably, 5% GO_ PEI was as potent as soluble osteoinductive factors. Increased adsorption of osteogenic factors due to the amine and oxygen containing functional groups on GO_ PEI augment stem cell differentiation. GO_ PEI was also highly efficient in imparting bactericidal activity with 85% reduction in counts of E. coli colonies compared to neat PCL at 5% filler content and was more than twice as efficient as GO. This may be attributed to the synergistic effect of the sharp edges of the particles along with the presence of the different chemical moieties. Thus, GO_ PEI based polymer composites can be utilized to prepare bioactive resorbable biomaterials as an alternative to using labile biomolecules for fabricating orthopedic devices for fracture fixation and tissue engineering.

Multi-scale vulnerability assessment for adaptation planning

Vulnerability of communities and natural ecosystems, to potential impacts of climate change in developing countries like India, and the need for adaptation are rapidly emerging as central issues in the debate around policy responses to climate change. The present study presents an approach to identify and prioritize the most vulnerable districts, villages and households in Karnataka State, through a multi-scale assessment of inherent vulnerability to current climate variability. It also identifies the drivers of inherent vulnerability, thereby providing a tool for developing and mainstreaming adaptation strategies, in ongoing developmental or dedicated adaptation programmes. The multi-scale assessment was made for all 30 districts at the state level in Karnataka, about 1220 villages in Chikballapur district, and at the household level for two villages - Gundlapalli and Saddapalli - in Bagepalli taluk of Chikballapur district. At the district, village and household levels, low levels of education and skills are the dominant factors contributing to vulnerability. At the village and household level, the lack of income diversification and livelihood support institutions are key drivers of vulnerability. The approach of multi-scale vulnerability assessment facilitates identification and prioritization of the drivers of vulnerability at different scales, to focus adaptation interventions to address these drivers.

ON THE UTILITY OF CANONICAL CORRELATION ANALYSIS FOR DOMAIN ADAPTATION IN MULTI-VIEW HEADPOSE ESTIMATION

The utility of canonical correlation analysis (CCA) for domain adaptation (DA) in the context of multi-view head pose estimation is examined in this work. We consider the three problems studied in 1], where different DA approaches are explored to transfer head pose-related knowledge from an extensively labeled source dataset to a sparsely labeled target set, whose attributes are vastly different from the source. CCA is found to benefit DA for all the three problems, and the use of a covariance profile-based diagonality score (DS) also improves classification performance with respect to a nearest neighbor (NN) classifier.

Characteristic Dimensionless Numbers in Multi-Scale and Rate-Dependent Processes

For this sake, the macroscopic equations of mechanics and the kinetic equations of the microstructural transformations should form a unified set that be solved simultaneously. As a case study of coupling length and time scales, the trans-scale formulation

Biological application of multi-component nanowires in hybrid devices powered by F-1-ATPase motors

In this paper, construction of hybrid device by integrating nanowires with F1-ATPase motors is described. The nickel nanowires and multi-segment nanowires, including gold and nickel, were fabricated by electrochemical deposition in nanoporous templates. The nickel nanowires functionalized by biotinylated peptide can be assembled directly onto F1-ATPase motors to act as the propellers. If the multicomponent nanowires, including gold and nickel, were selectively functionalized by the thiol group modified ssDNA and the synthetic peptide, respectively, the biotinylated F1- ATPase motors can be attached to the biotinylated peptide on nickel segment of the nanowires. Then, the multi-component nanowires can also be used as the propellers, and one may observe the rotations of the multi-component nanowires driven by F1-ATPase motors. Therefore, introduction of multiple segments along the length of a nanowire can lead to a variety of multiple chemical functionalities, which can be selectively bound to cells and special biomolecules. This method provides an insight for the construction of other hybrid devices with its controlling arrangement of different biomolecule on designed nanometer scale structures.

Synchronous Multi-Scale Observations on Rock Damage and Rupture

This paper reports a multi-scale study on damage evolution process and rupture of gabbro under uniaxial compression with several experimental techniques, including MTS810 testing machine, white digital speckle correlation method, and acoustic emission technique. In particular, the synchronization of the three experimental systems is realized for the study of relationship of deformation and damage at multiple scales. It is found that there are significant correlation between damage evolution at small and large length scales, and rupture at sample scale, especially it displays critical sensitivity at multiple scales and trans-scale fluctuations.

Toxicity and imaging of multi-walled carbon nanotubes in human macrophage cells.

Multi-walled carbon nanotubes (MWNTs) have been proposed for use in many applications and concerns about their potential effect on human health have led to the interest in understanding the interactions between MWNTs and human cells. One important technique is the visualisation of the intracellular distribution of MWNTs. We exposed human macrophage cells to unpurified MWNTs and found that a decrease in cell viability was correlated with uptake of MWNTs due to mainly necrosis. Cells treated with purified MWNTs and the main contaminant Fe(2)O(3) itself yielded toxicity only from the nanotubes and not from the Fe(2)O(3). We used 3-D dark-field scanning transmission electron microscopy (DF-STEM) tomography of freeze-dried whole cells as well as confocal and scanning electron microscopy (SEM) to image the cellular uptake and distribution of unpurified MWNTs. We observed that unpurified MWNTs entered the cell both actively and passively frequently inserting through the plasma membrane into the cytoplasm and the nucleus. These suggest that MWNTs may cause incomplete phagocytosis or mechanically pierce through the plasma membrane and result in oxidative stress and cell death.

Analysis of residual stress gradient in MEMS multi-layer structure

Residual stress and its gradient through the thickness are among the most important properties of as-deposited films. Recently, a new mechanism based on a revised Thomas-Fermi-Dirac (TFD) model was proposed for the origin of intrinsic stress in solid film

Implementación de tres métodos de cosecha para la evaluación de producción y calidad en semilla de pasto Brachiaria brizantha. CIAT-6780 c.v Marandu

El presente trabajo tuvo, como objetivo evaluar en términos biológicos y económicos, el efecto de la implementación de 3 métodos de cosecha, (Cosecha normal, cosecha escalonada y recolección del suelo), para la evaluación de producción y calidad en semilla de Brachiaria brizantha CIAT 6780 cv Marandú. Este se llevó acabo en el km.14 ½ de la carretera norte, 2 km. al sur, en el Instituto Nacional de Investigación Agropecuaria (INTA)-(CNIA). El análisis de calidad de la semilla se realizó, empleando la metodología utilizada por el CIAT, para el análisis de calidad de semillas brozosas (con gran cantidad de residuos de inflorescencias). Se utilizó un diseño de bloque completo al azar con tres métodos de cosecha como tratamiento y tres repeticiones por tratamiento. Los resultados demuestran que los métodos de cosecha tuvieron efectos estadísticamente significativos (P<0.01) sobre el rendimiento de semilla cruda y semilla pura por hectárea. El incremento en el rendimiento de semilla cruda estuvo influenciado por la mayor cantidad de material inerte contenido en la muestra del tratamiento tres (Recolección del suelo) similar comportamiento presentaron los componentes estructurales longitud del raquiz, longitud del raquisillo, número de raquisillo y espiguillas por raquisillo (promedio). En el caso de los componentes estructurales número de plantas y número de espiguillas por raquisillo no hubo diferencias de efectos sobre el rendimiento. Para el análisis estadístico de las variables de calidad en la semilla, se realizó la prueba de Duncan para las diferencias de proporciones. El porcentaje de semilla pura presentó su máximo de valor con el método de cosecha normal aplicado como tratamiento uno. Para el porcentaje de viabilidad el valor más alto resultó con el método de barrido o recolección del suelo aplicado como tratamiento tres, estos resultados coinciden con lo reportado por el CIAT 1980; García y Ferguson, 1984 comparan la eficiencia relativa de los diferentes métodos de cosecha, en la cual la recolección de semilla caída ofrece el mayor porcentaje de germinación. De todos los tratamientos evaluados, el máximo beneficio monetario se obtuvo con la implementación del método de cosecha escalonado (US$565/ha). Sin embargo la cosecha normal fue el tratamiento con el que se obtuvo el mayor margen de ingreso bruto (83% del ingreso total), en comparación a los otros dos métodos de cosecha aplicados como tratamiento.

Extended self-similar scaling law of multi-scale eddy structure in wall turbulence

The longitudinal fluctuating velocity of a turbulent boundary layer was measured in a water channel at a moderate Reynolds number. The extended self-similar scaling law of structure function proposed by Benzi was verified. The longitudinal fluctuating velocity, in the turbulent boundary layer was decomposed into many multi-scale eddy structures by wavelet transform. The extended self-similar scaling law of structure function for each scale eddy velocity was investigated. The conclusions are I) The statistical properties of turbulence could be self-similar not only at high Reynolds number, but also at moderate and low Reynolds number, and they could be characterized by the same set of scaling exponents xi (1)(n) = n/3 and xi (2)(n) = n/3 of the fully developed regime. 2) The range of scales where the extended self-similarity valid is much larger than the inertial range and extends far deep into the dissipation range,vith the same set of scaling exponents. 3) The extended selfsimilarity is applicable not only for homogeneous turbulence, but also for shear turbulence such as turbulent boundary layers.

Influencia de rotación de cultivos y métodos de control sobre la dinámica de las malezas y el crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos maíz (Zea mays L.), sorgo (Sorghum bicolor L.) y pepino (Cucumis sativus L.)

En el presente estudio se analizó la influencia que tienen los cultivos antecesores y diferentes métodos de control sobre lo cenosis de malezas y su influencia en el crecimiento, desarrollo y rendimiento en los cultivos de sorgo, maíz y pepino. Dicho trabajo se estableció en la época de primera (1990) en la hacienda “Las mercedes”, en un diseño de parcelas divididas en bloques completos el azar con cuatro repeticiones. Las rotaciones en estudio fueron sorgo – sorgo, sorgo - maíz, soya -maíz, soya - pepino y sorgo - pepino; los métodos de control químico, control por período crítico y limpia periódica. La especie Rottboellia cochichinesis, se presentó como maleza de mayor abundancia en todas las rotaciones a excepción de la rotación soya - repino, que la mayor abundancia la reflejó Cyperus rotundus al momento de la cosecha. Los diferentes controles mostraron un comportamiento similar para los cultivos sorgo y maíz en el número de Individuos para R. Cochichinesis. La rotación soya – pepino presentó) la mayor cobertura a la cosecha y el control químico, atribuyéndose a que no hubo una competencia interespecífica con el cultivo. R. Cochichinesis, se encontró con mayor biomasa, en todas las rotaciones. El cultivo de pepino acumuló la mayor biomasa en el químico para la especie R. Cochininesis, demostrándose un cambio en la asociación de especies donde las poáceas reflejaron la mayor biomasa. La menor diversidad total a la cosecha se presentó en la rotación sorgo – sorgo y la mayor en soya –maíz. En sorgo, los controles período crítico y limpia periódica demostraron la menor diversidad a la cosecha. En maíz la menor diversidad se obtuvo en el control por limpia periódica, ese mismo efecto se observó para el control químico en el cultivo de pepino a la cosecha. En el cultivo del sorgo no reflejó diferencias estadísticas significativas para las variables del crecimiento, desarrollo y rendimiento, al igual en el cultivo de maíz excepto en los diferentes controles, para la variable peso de la mazorca. En el cultivo de pepino existe significancia estadística para la variable longitud de guía, con respecto a los controles a los 54 dds, y en las rotaciones soya –pepino, sorgo – pepino para el diámetro, longitud del fruto y número de frutos.

Efectos de rotación de cultivos y métodos de control de malezas sobre la cenosis de malezas y el crecimiento, desarrollo y rendimiento en los cultivos maíz (Zea mays L.), sorgo (Sorghum bicolor (L.) moench) y pepino (Cucumis sativus L.)

El presente trabajo experimental se estableció en primera de 1992 en la hacienda "Las Mercedes" Managua. La siembra se realizó el 15 de mayo, se utilizó un diseño de parcelas divididas, siendo el factor A: Rotación de cultivo (tomando como cultivo antecesor Sorgo y Soya) y el factor B: métodos de control de maleza (control químico, control por periodo crítico y control limpia periódica). Se evaluó la influencia de diferentes métodos de control de malezas en diferentes rotaciones de cultivo, la dinámica de asociaciones de malezas y el crecimiento y desarrollo de los cultivos. Los resultados nos reflejan que el cultivo antecedente Sorgo, y el control limpia periódica reflejan los mejores efectos de control de malezas en el cultivo do Maíz, de igual forma el sorgo como cultivo previo y el control químico, mostraron efectos positivos sobre la reducción de malezas en el cultivo de Pepino, mientras que el cultivo antecedente Soya y el control en periodo crítico presentan mayor enmalezamiento. El nivel de enmalezamiento fue menor en las rotaciones Sorgo-Sorgo y Sorgo-Maíz que en las demás rotaciones. En todas éstas predominó la especie Rottboellia cochinchinensis; en mayor grado cuando se utilizó Soya como cultivo antecesor. En cuanto a rendimiento, la rotación Sorgo-Sorgo presentó los mayores rendimientos, cuando el control de malezas se realizó durante el periodo crítico. En el cultivo de Maíz y Pepino, los mayores rendimientos se obtuvieron cuando se utilizó Sorgo como cultivo antecesor y el control químico como medio de lucha contra las malezas.

Efectos de rotación de cultivos y métodos de control de malezas sobre la cenosis de malezas y el crecimiento, desarrollo y rendimiento en los cultivos soya (Glycine max (L) Merril) y ajonjolí (Sesamum indicum L)

El ensayo de campo tiene como objetivo: determinar el efecto de rotación de cultivos y control de malezas sobre la cenosis de las malezas y sobre el crecimiento, desarrollo y rendimiento de los cultivos de soya y ajonjolí. Se realizó en el centro Experimental del Algodón (C.E.A.), Posoltega en primera de 1992. El diseño utilizado fue Parcelas Divididas en Bloques al Azar, utilizando la variedad Cristalina en soya y Turen en ajonjolí. La mayor abundancia inicial de las malezas entre las diferentes rotaciones se dio en la rotación algodón-soya inoculado, debido al predominio de malezas perennes y al crecimiento inicial lento de la soya inoculada. El control limpia periódica es el más eficiente, obteniéndose una menor abundancia final de malezas. Las malezas de mayor abundancia son las Monocotiledóneas, sobre todo las Poaceas, siendo notoria la baja presencia de Cyperus rotundus. La mayor biomasa se obtuvo en la rotación algodón-ajonjolí y en las rotaciones son soya sin inocular. La mayor diversidad de especies se obtuvo en la rotación algodón-ajonjolí (11 especies) y la rotación algodón-soya sin inocular obtuvo la menor diversidad (5 especies). El mejor rendimiento de soya se obtuvo en las rotaciones donde le antecedió algodón con rendimiento hasta de 1,611.7kg/ha sobre 814.9kg/ha que fue el rendimiento máximo de los monocultivos de soya.