Engineering metallic nanoparticles for enhancing and probing catalytic reactions

Recent developments in tailoring the structural and chemical properties of colloidal metal nanoparticles (NPs) have led to significant enhancements in catalyst performance. Controllable colloidal synthesis has also allowed tailor-made NPs to serve as mechanistic probes for catalytic processes. The innovative use of colloidal NPs to gain fundamental insights into catalytic function will be highlighted across a variety of catalytic and electrocatalytic applications. The engineering of future heterogenous catalysts is also moving beyond size, shape and composition considerations. Advancements in understanding structure-property relationships have enabled incorporation of complex features such as tuning surface strain to influence the behavior of catalytic NPs. Exploiting plasmonic properties and altering colloidal surface chemistry through functionalization are also emerging as important areas for rational design of catalytic NPs. This news article will highlight the key developments and challenges to the future design of catalytic NPs.

Développement et caractérisation de dérivés dipyrrométhène pour des applications dans le domaine du photovoltaïque

Ce projet de recherche mené en collaboration industrielle avec St-Jean Photochimie Inc. / PCAS Canada vise le développement et la caractérisation de dérivés dipyrrométhène pour des applications dans le domaine du photovoltaïque. La quête du récoltage des photons se situant dans le proche-infrarouge a été au centre des modifications structurales explorées afin d’augmenter l’efficacité de conversion des cellules solaires de type organique et à pigments photosensibles. Trois familles de composés intégrant le motif dipyrrométhène ont été synthétisées et caractérisées du point de vue spectroscopique, électrochimique, structural ainsi que par modélisation moléculaire afin d’établir des relations structures-propriétés. La première famille comporte six azadipyrrométhènes au potentiel de coordination tétradentate sur des centres métalliques. Le développement d’une nouvelle voie synthétique asymétrique combinée à l’utilisation d’une voie symétrique classique ont permis d’obtenir l’ensemble des combinaisons de substituants possibles sur les aryles proximaux incluant les noyaux 2-hydroxyphényle, 2-méthoxyphényle et 2- pyridyle. La modulation du maximum d’absorption dans le rouge a pu être faite entre 598 et 619 nm. De même, la présence de groupements méthoxyle ou hydroxyle augmente l’absorption dans le violet (~410 nm) tel que démontré par modélisation. La caractérisation électrochimique a montré que les dérivés tétradentates étaient en général moins stables aux processus redox que leur contre-parti bidentate. La deuxième famille comporte dix dérivés BODIPY fusionnés de façon asymétrique en position [b]. L’aryle proximal a été modifié de façon systématique afin de mieux comprendre l’impact des substituents riches en électron et de la fusion de cycles aromatiques. De plus, ces dérivés ont été mis en relation avec une vaste série de composés analogues. Les résultats empiriques ont montré que les propriétés optoélectroniques de la plateforme sont régies par le degré de communication électronique entre l’aryle proximal, le pyrrole sur lequel il est attaché et le noyau indolique adjacent à ce dernier. Les maximums d’absorption dans le rouge sont modulables entre 547 et 628 nm et la fluorescence des composés se situe dans le proche- infrarouge. L’un des composé s’est révélé souhaitable pour une utilisation en photovoltaïque ainsi qu’à titre de sonde à pH. La troisième famille comporte cinq complexes neutres de RuII basés sur des polypyridines et portant un ligand azadipyrrométhène cyclométalé. Les composés ont montré une forte absorption de photons dans la région de 600 à 800 nm (rouge à proche- infrarouge) et qui a pu être étendue au-delà de 1100 nm dans le cas des dérivés portant un ligand terpyridine. L’analyse des propriétés optoélectroniques de façon empirique et théorique a montré un impact significatif de la cyclométalation et ouvert la voie pour leur étude en tant que photosensibilisateurs en OPV et en DSSC. La capacité d’un des complexes à photo-injecter un électron dans la bande de conduction du semi-conducteur TiO2 a été démontré en collaboration avec le groupe du Pr Gerald J. Meyer à University of North Carolina at Chapel Hill, premier pas vers une utilisation dans les cellules solaires à pigments photosensibles. La stabilité des complexes en solution s’est toutefois avérée problématique et des pistes de solutions sont suggérées basées sur les connaissances acquises dans le cadre de cette thèse.

Contribution de la baisse de l'expression de la connexine43 aux troubles de la conduction cardiaque

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Effects of concealed conduction on AV nodal function

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

A Method for Promoting Assembly of Metallic and Nonmetallic Nanoparticles into Interfacial Monolayer Films

Two-dimensional metal nanoparticle arrays are normally constructed at liquid–oil interfaces by modifying the surfaces of the constituent nanoparticles so that they self-assemble. Here we present a general and facile new approach for promoting such interfacial assembly without any surface modification. The method use salts that have hydrophobic ions of opposite charge to the nanoparticles, which sit in the oil layer and thus reduce the Coulombic repulsion between the particles in the organic phase, allowing the particles to sit in close proximity to each other at the interface. The advantage of this method is that because it does not require the surface of the particles to be modified it allows nonmetallic particles including TiO2 and SiO2 to be assembled into dense interfacial layers using the same procedure as is used for metallic particles. This opens up a route to a new family of nanostructured functional materials.

Combined Conduction-Convection-Radiation Heat Transfer of Slip Flow inside a Micro-channel Filled with a Cellular Porous Material

Combined conduction–convection–radiation heat transfer is investigated numerically in a micro-channel filled with a saturated cellular porous medium, with the channel walls held at a constant heat flux. Invoking the velocity slip and temperature jump, the thermal behaviour of the porous–fluid system are studied by considering hydrodynamically fully developed flow and applying the Darcy–Brinkman flow model. One energy equation model based on the local thermal equilibrium condition is adopted to evaluate the temperature field within the porous medium. Combined conduction and radiation heat transfer is treated as an effective conduction process with a temperature-dependent effective thermal conductivity. Results are reported in terms of the average Nusselt number and dimensionless temperature distribution, as a function of velocity slip coefficient, temperature jump coefficient, porous medium shape parameter and radiation parameters. Results show that increasing the radiation parameter (Tr)(Tr) and the temperature jump coefficient flattens the dimensionless temperature profile. The Nusselt numbers are more sensitive to the variation in the temperature jump coefficient rather than to the velocity slip coefficient. Such that for high porous medium shape parameter, the Nusselt number is found to be independent of velocity slip. Furthermore, it is found that as the temperature jump coefficient increases, the Nusselt number decrease. In addition, for high temperature jump coefficients, the Nusselt number is found to be insensitive to the radiation parameters and porous medium shape parameter. It is also concluded that compared with the conventional macro-channels, wherein using a porous material enhances the rate of heat transfer (up to about 40 % compared to the clear channel), insertion of a porous material inside a micro-channel in slip regime does not effectively enhance the rate of heat transfer that is about 2 %.

Analysis of major metallic elements in chilean wines by atomic absorption spectroscopy

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Fabrication, Optical Analysis and Photonic Applications of Certain Metallic Nanostructure-Integrated Dye Doped Polymer Optical Fibers” submitted by Ms. Suneetha Sebastian

Polymer Optical Fibers have occupied historically a place for large core flexible fibers operating in short distances. In addition to their practical passive application in short-haul communication they constitute a potential research field as active devices with organic dopants. Organic dyes are preferred as dopants over organic semiconductors due to their higher optical cross section. Thus organic dyes as gain media in a polymer fiber is used to develop efficient and narrow laser sources with a tunability throughout the visible region or optical amplifier with high gain. Dyes incorporated in fiber form has added advantage over other solid state forms such as films since the pump power required to excite the molecules in the core of the fiber is less thereby utilising the pump power effectively. In 1987, Muto et.al investigated a dye doped step index polymer fiber laser. Afterwards, numerous researches have been carried out in this area demonstrating laser emission from step index, graded index and hollow optical fibers incorporating various dyes. Among various dyes, Rhodamine6G is the most widely and commonly used laser dye for the last four decades. Rhodamine6G has many desirable optical properties which make it preferable over other organic dyes such as Coumarin, Nile Blue, Curcumin etc. The research focus on the implementation of efficient fiber lasers and amplifiers for short fiber distances. Developing efficient plastic lasers with electrical pumping can be a new proposal in this field which demands lowest possible threshold pump energy of the gain medium in the cavity as an important parameter. One way of improving the efficiency of the lasers, through low threshold pump energy, is by modifying the gain of the amplifiers in the resonator/cavity. Success in the field of Radiative Decay Engineering can pave way to this problem. Laser gain media consisting of dye-nanoparticle composites can improve the efficiency by lowering the lasing threshold and enhancing the photostability. The electric field confined near the surface of metal nanoparticles due to Localized Surface Plasmon Resonance can be very effective for the excitation of active centers to impart high optical gain for lasing. Since the Surface Plasmon Resonance of nanoparticles of gold and silver lies in the visible range, it can affect the spectral emission characteristics of organic dyes such as Rhodamine6G through plasmon field generated by the particles. The change in emission of the dye placed near metal nanoparticles depend on plasmon field strength which in turn depends on the type of metal, size of nanoparticle, surface modification of the particle and the wavelength of incident light. Progress in fabrication of different types of nanostructures lead to the advent of nanospheres, nanoalloys, core-shell and nanowires to name a few. The thesis deals with the fabrication and characterisation of polymer optical fibers with various metallic and bimetallic nanostructures incorporated in the gain media for efficient fiber lasers with low threshold and improved photostability.

Survenue des arythmies et troubles de conduction après un remplacement de la valve aortique par cathéter : incidence et impact

La sténose aortique est la cardiopathie valvulaire la plus fréquente retrouvée chez les patients agés. Suite à l’apparition des symptômes, la survie des patients diminue de façon drastique en l’absence d’un remplacement valvulaire aortique. Cependant, une proportion considérable de ces patients n’est pas opérée en raison d’un risque chirurgical élevé, l’âge étant l’une des principales raisons de refus d’un remplacement valvulaire aortique chirurgical. Ce défaut dans la prise en charge des ces patients a favorisé le développement du remplacement valvulaire aortique par cathéter où implantation valvulaire aortique par cathèter (TAVR ou TAVI), qui a représenté une révolution dans le traitement de la sténose aortique. Cette intervention est actuellement un traitement de routine chez les patients à haut risque chirurgical atteints d’une sténose aortique, même si la chirurgie cardiaque n’est pas contre-indiquée. Ces dernières années ont vu un changement de profil des candidats potentiels vers une population à plus faible risque. Cependant, plusieurs préoccupations demeurent. L’une des plus importantes est la survenue des arythmies et de troubles de conduction, notamment le bloc de branche gauche et le bloc auriculo-ventriculaire, qui sont des complications fréquemment associées au TAVR. Malgré l’évolution de la technologie et le développement de nouveaux dispositifs réduisant le taux global de complications, aucune amélioration n’a pas été intégrée pour prévenir l’apparition de telles complications. De plus, l’utilisation de certains dispositifs de nouvelle génération semble être associée à un risque accru de troubles de conduction, et par conséquent, l’incidence de ces complications pourrait augmenter dans le futur. Cependant, L’impact et l’évolution de ces complications sont inconnus. Ce travail de recherche évalue l’incidence et l’évolution des troubles de conduction suite au TAVR et l’impact des blocs de branche gauche de novo et de l’implantation d’un pacemaker sur les résultats cliniques et échocardiographiques.

A domain decomposition based algorithm for non-linear 2D inverse heat conduction problems

Inverse heat conduction problems (IHCPs) appear in many important scientific and technological fields. Hence analysis, design, implementation and testing of inverse algorithms are also of great scientific and technological interest. The numerical simulation of 2-D and –D inverse (or even direct) problems involves a considerable amount of computation. Therefore, the investigation and exploitation of parallel properties of such algorithms are equally becoming very important. Domain decomposition (DD) methods are widely used to solve large scale engineering problems and to exploit their inherent ability for the solution of such problems.

A Distributed algorithm for 1-D non-linear heat conduction with an unknown point source

Abstract not available