基于双面反射镜的N×N光开关的特性分析和实验研究

报道了基于双面反射镜的N×N光开关器件。介绍了使用双面反射镜的2×2, 4×4光开关的集成光路设计和工作原理; 采用Benes网络, 以2×2和4×4光开关为基本单元的N×N光开关器件的整体结构, 并根据“一笔画”原理, 分析了4×4, 8×8和16×16光开关矩阵的可重排无阻塞特性和光开关矩阵的光路选择算法。最后, 基于2×2, 4×4光开关技术制备了16×16光开关矩阵。测试表明, 该器件具有良好的插入损耗、回波损耗、串扰和开关时间等性能, 从而验证了设计思想和工艺的可行性。在基于双面反射镜的光开关矩

Photorefractive performance of a novel multifunctional inorganic-organic hybridized nanocomposite sensitized by CdS nanoparticles

A novel multifunctional inorganic-organic photorefractive (PR) poly(N-vinyl)-3-[p-nitrophenylazolcarbazolyl-CdS nanocomposites with different molar ratios of US to poly(N-vinyl)-3-[p-nitrophenylazo]carbazolyl (PVNPAK) were synthesized via a postazo-coupling reaction and chemically hybridized approach, respectively. The nanocomposites are highly soluble and could be obtained as film-forming materials with appreciably high molecular weights and low glass transition temperature (T,) due to the flexible spacers. The PVNPAK matrix possesses a highest-occupied molecular orbital value of about -5.36 eV determined from cyclic voltammetry. Second harmonic generation (SHG) could be observed in PVNPAK film without any poling procedure and 4.7 pm/V of effective second-order nonlinear optical susceptibility is obtained. The US particles as photosensitizers had a nanoscale size in PVNPAK adopting transmission electron microscopy. The improvement of interface quality between US and polymer matrix is responsible for efficient photoinduced charge generation efficiency in the nanocomposites. An asymmetric optical energy exchange between two beams on the polymer composites PVNPAK-CdS/ECZ has been found even without an external field in two-beam coupling (TBC) experiment, and the TBC gain and diffraction efficiency of 14.26 cm(-1) and 3.4% for PVNPAK-5-CdS/ECZ, 16.43 cm(-1) and 4.4% for PVNPAK-15-CdS/ECZ were measured at a 647.1 nm wavelength, respectively.

单块晶体集成的N×N纵横开关网络及其控制算法

设计了一种单块晶体集成的n×n纵横开关(Crossbar)网络。通过综合考虑晶体的双折射和全内双反射现象,以及晶体的电光效应,将构成n×n纵横开关网络的所有单元器件都集成到一块具有电光效应的双折射晶体上。同时,给出了该网络的控制算法,通过对开关工作状态的控制,可以实现任意输入输出通道之间的无阻塞连接。这种单块晶体集成的纵横开关网络具有能量损耗低、无阻塞、易安装、抗干扰等优点,适合于全光网络发展的需要。

Rydberg states of diatomic and polyatomic molecules using model potentials

A simple model potential is used to calculate Rydberg series for the molecules: nitrogen, oxygen, nitric oxide, carbon monoxide, carbon dioxide, nitrogen dioxide, nitrous oxide, acetylene, formaldehyde, formic acid, diazomethane, ketene, ethylene, allene, acetaldehyde, propyne, acrolein, dimethyl ether, 1, 3-butadiene, 2-butene, and benzene. The model potential for a molecule is taken as the sum of atomic potentials, which are calibrated to atomic data and contain no further parameters. Our results agree with experimentally measured values to within 5-10% in all cases. The results of these calculations are applied to many unresolved problems connected with the above molecules. Some of the more notable of these problems are the reassignment of states in carbon monoxide, the first ionization potential of nitrogen dioxide, the interpretation of the V state in ethylene, and the mystery bands in substituted ethylenes, the identification of the R and R’ series in benzene and the determination of the orbital scheme in benzene from electron impact data.

Bicyclo[3.2.0]hepta-1,4,6-triene: synthesis, thermal rearrangement, and anion formation

In order to determine the properties of the bicycloheptatrienyl anion (Ia) (predicted to be conjugatively stabilized by Hückel Molecular Orbital Theory) the neutral precursor, bicyclo[3. 2. 0] hepta-1, 4, 6-triene (I) was prepared by the following route.

Reaction of I with potassium-t-butoxide, potassium, or lithium dicyclohexylamide gave anion Ia in very low yield. Reprotonation of I was found to occur solely at the 1 or 5 position to give triene II, isolated as to its dimers.

A study of the acidity of I and of other conjugated hydrocarbons by means of ion cyclotron resonance spectroscopy resulted in determination of the following order of relative acidities:

H₂S ˃ C₅H₆ ˃ CH₃NO₂ ˃ 1, 4- C₅H₈ ˃ I ˃ C₂H₅OH ˃ H₂O; cyclo-C₇H₈ ˃ C₂ H₅OH; фCH₃ ˃ CH₃OH

In addition, limits for the proton affinities of the conjugate bases were determined:

350 kcal/mole ˂ PA(C₅ H₅^-) ˂ 360 kcal/mole

362 kcal/mole ˂ PA(C₅H₇^-, Ia, cyclo-C₇H₇^-) ˂ 377 kcal/mole PA(фCH₂^-) ˂ 385 kcal/mole

Gas phase kinetics of the trans-XVIII to I transformation gave the following activation parameters: E_a = 43.0 kcal/mole, log A = 15.53 and ∆S^ǂ (220°) = 9.6 cu. The results were interpreted as indicating initial 1,2 bond cleavage to give the 1,3-diradical which closed to I. Similar studies on cis-XVIII gave results consistent with a surface component to the reaction (E_a = 22.7 kcal/mole; log A = 9.23, ∆S^ǂ (119°) = -18.9 eu).

The low pressure (0.01 to 1 torr) pyrolysis of trans-XVIII gave in addition to I, fulvenallene (LV), ethynylcyclopentadiene (LVI) and heptafulvalene (LVII). The relative ratios of the C₇H₆ isomers were found to be dependent upon temperature and pressure, higher relative pressure and lower temperatures favoring formation of I. The results were found to be consistent with the intermediacy of vibrationally excited I and subsequent reaction to give LV and LVI.

The ionic basis of frequency selectivity in hair cells of the bullfrog's sacculus

Hair cells from the bull frog's sacculus, a vestibular organ responding to substrate-borne vibration, possess electrically resonant membrane properties which maximize the sensitivity of each cell to a particular frequency of mechanical input. The electrical resonance of these cells and its underlying ionic basis were studied by applying gigohm-seal recording techniques to solitary hair cells enzymatically dissociated from the sacculus. The contribution of electrical resonance to frequency selectivity was assessed from microelectrode recordings from hair cells in an excised preparation of the sacculus.

Electrical resonance in the hair cell is demonstrated by damped membrane-potential oscillations in response to extrinsic current pulses applied through the recording pipette. This response is analyzed as that of a damped harmonic oscillator. Oscillation frequency rises with membrane depolarization, from 80-160 Hz at resting potential to asymptotic values of 200-250 Hz. The sharpness of electrical tuning, denoted by the electrical quality factor, Q_e, is a bell-shaped function of membrane voltage, reaching a maximum value around eight at a membrane potential slightly positive to the resting potential.

In whole cells, three time-variant ionic currents are activated at voltages more positive than -60 to -50 mV; these are identified as a voltage-dependent, non-inactivating Ca current (I_ca), a voltage-dependent, transient K current (I_a), and a Ca-dependent K current (I_c). The C channel is identified in excised, inside-out membrane patches on the basis of its large conductance (130-200 pS), its selective permeability to Kover Na or Cl, and its activation by internal Ca ions and membrane depolarization. Analysis of open- and closed-lifetime distributions suggests that the C channel can assume at least two open and three closed kinetic states.

Exposing hair cells to external solutions that inhibit the Ca or C conductances degrades the electrical resonance properties measured under current-clamp conditions, while blocking the A conductance has no significant effect, providing evidence that only the Ca and C conductances participate in the resonance mechanism. To test the sufficiency of these two conductances to account for electrical resonance, a mathematical model is developed that describes I_ca, I_c, and intracellular Ca concentration during voltage-clamp steps. I_ca activation is approximated by a third-order Hodgkin-Huxley kinetic scheme. Ca entering the cell is assumed to be confined to a small submembrane compartment which contains an excess of Ca buffer; Ca leaves this space with first-order kinetics. The Ca- and voltage-dependent activation of C channels is described by a five-state kinetic scheme suggested by the results of single-channel observations. Parameter values in the model are adjusted to fit the waveforms of I_ca and I_c evoked by a series of voltage-clamp steps in a single cell. Having been thus constrained, the model correctly predicts the character of voltage oscillations produced by current-clamp steps, including the dependencies of oscillation frequency and Q_e on membrane voltage. The model shows quantitatively how the Ca and C conductances interact, via changes in intracellular Ca concentration, to produce electrical resonance in a vertebrate hair cell.

Part I: Total yield measurements for the ^(21)Ne(α,n)^)(24)Mg reaction. Part II: A study of the ^(12)C(He,p)^(14)N reaction

PART I

The total cross-section for the reaction ²¹Ne(α, n)²⁴Mg has been measured in the energy range 1.49 Mev ≤ E_cm ≤ 2.6 Mev. The cross-section factor, S(O), for this reaction has been determined, by means of an optical model calculation, to be in the range 1.52 x 10¹² mb-Mev to 2.67 x 10¹² mb-Mev, for interaction radii in the range 5.0 fm to 6.6 fm. With S(O) ≈ 2 x 10¹² mb-Mev, the reaction ²¹Ne(α, n)²⁴Mg can produce a large enough neutron flux to be a significant astrophysical source of neutrons.

PART II

The reaction¹²C(³He, p)¹⁴N has been studied over the energy range 12 Mev ≤ E_lab ≤ 18 Mev. Angular distributions of the proton groups leading to the lowest seven levels in ¹⁴N were obtained.

Distorted wave calculations, based on two-nucleon transfer theory, were performed, and were found to be reliable for obtaining the value of the orbital angular momentum transferred. The present work shows that such calculations do not yield unambiguous values for the spectroscopic factors.

Relógios biológicos e padrões de alimentação em camundongos normais e com sobrepeso

A saudável interação entre o indivíduo e o meio depende do alinhamento entre a dinâmica fisiológica do primeiro e os periódicos movimentos da natureza. A interação entre tais ritmos por sua vez constitui-se em base e derivação do processo de evolução. O comprometimento de tal alinhamento representa um risco para a sobrevivência das espécies. Neste contexto, os organismos alinham seus ritmos fisiológicos a diferentes ciclos externos. Desta forma, ciclos endógenos são coordenados por relógios biológicos que determinam em nosso organismo, específicos ritmos em fase com a natureza, tais como ritmos circadianos (RC), cujo período aproxima-se de 24 horas. O peso corporal, a ingestão de alimentos e o consumo de energia são processos caracterizados pelo RC e a obesidade está associada a uma dessincronização deste processo. A modulação do RC é resultado da expressão dos clock gens CLOCK e BMAL1 que formam um heterodímero responsável pela transcrição gênica de Per1, Per2, Per3, Cry1 e Cry2. As proteínas codificadas por estes genes, uma vez sintetizadas, formam dímeros (PER-CRY) no citoplasma que, a partir de determinada concentração, retornam ao núcleo, bloqueando a ação do heterodímero CLOCK/BMAL1 na transcrição dos próprios genes, formando assim uma alça de retroalimentação negativa de transcrição e tradução. Estes genes asseguram a periodicidade e são significativamente expressos no núcleo supraquiasmático (SCN) do hipotálamo. Para estudar esse processo em camundongos normais e hiperalimentados, saciados e em estado de fome, foi utilizado um método de registro do comportamento alimentar baseado no som produzido pela alimentação dos animais, e a correlação destes estados metabólicos com a expressão de CLOCK, BMAL1, Per1, Per2, Per3, bem como das proteínas Cry1 e Cry2 no SCN, por análise de imagens obtidas em microscopia confocal. Camundongos suíços controle em estado de fome (CF) e saciados (CS) foram comparados com animais hiperalimentados com fome (HF) e saciados (HS). Nenhum grupo demonstrou diferença nos conteúdos CLOCK e BMAL1, indicando capacidade potencial para modular os ritmos biológicos. No entanto, as proteínas Per1, Per2, Per3 e Cry1 apresentaram menor expressão no grupo CS, mostrando uma diferença significativa quando comparados com o grupo CF (P<0,05), diferença esta não encontrada na comparação entre os grupos HF e HS. A quantidade de proteína Cry2 não foi diferente na mesma comparação. Os resultados do estudo indicaram que as alterações dos ritmos endógenos e exógenos, refletido pelo comportamento hiperfágico observado em camundongos hiperalimentados, pode ser devido a um defeito no mecanismo de feedback negativo associado ao dímero Cry-Per, que não bloqueia a transcrição de Per1 Per2, Per3 e Cry1 pelo heterodímero CLOCK-BMAL1.

Bloqueo de publicidad en la Web: enfoque técnico en la búsqueda de un compromiso entre anunciantes y lectores

[ES]Este proyecto trata el problema del bloqueo de anuncios que existe actualmente en la web. Teniendo en cuenta la opinión de diversos autores sobre el tema, se analiza la problemática del uso de bloqueadores de anuncios. Además, se estudia cómo funcionan estos bloqueadores. En concreto, se analiza cómo está construido y cómo funciona, mediante ingeniería inversa, la extensión más popular en este campo, es decir, AdBlock Plus. Aparte de esto, se proponen una serie de soluciones para atacar al problema. Por último, se desarrolla e implementa una de las propuestas. Como resultado, se mejora el funcionamiento de AdBlock Plus, en el sentido de que da más libertad al usuario para elegir lo que bloquea dando la oportunidad a anunciantes y proveedores de contenido de mantener su modelo de negocio basado en la publicidad.

Giant diamagnetism of gold nanorods

The presence of giant diamagnetism in Au nanorods, NRs, is shown to be a possible consequence of field induced currents in the surface electrons. The distance, Delta , between quantum surface energy levels has been calculated as a function of the NRs radius. Note that those electrons occupying states for which Delta > k(B)T are steadily orbiting with constant orbital moment. The diamagnetic response induced when a field is turned on remains constant during the time the field is acting. As the NRs radius increases, Delta decreases and accordingly the electron fraction available to generate constant currents decreases, consequently the surface diamagnetic susceptibility decreases towards its bulk value. The surface electronic motion induced by the axial applied field on electrons confined into a cylindrical surface accounts with extremely good quantitative agreement for the giant diamagnetism recently measured and reported.

Um problema de interferências quânticas: segregação de impurezas em sistemas metálicos nanoestruturados

Neste trabalho estudamos o problema da segregação de impurezas substitucionais em sistemas nanoestruturados metálicos formados pela justaposição de camadas (multicamadas). Utilizamos o modelo de ligações fortes (tight-binding) com um orbital por sítio para calcular a estrutura eletrônica desses sistemas, considerando a rede cristalina cubica simples em duas direções de crescimento: (001) e (011). Devido à perda de simetria do sistema, escrevemos o hamiltoniano em termos de um vetor de onda k, paralelo ao plano, e um ındice l que denota um plano arbitrario do sistema. Primeiramente, calculamos a estrutura eletrônica do sistema considerando-o formado por átomos do tipo A e, posteriormente, investigamos as modificações nessa estrutura eletrônica ao introduzirmos uma impureza do tipo B em um plano arbitrário do sistema. Calculamos o potencial introduzido por esta impureza levando-se em conta a neutralidade de carga através da regra de soma de Friedel. Calculamos a variação da energia eletrônica total ΔEl como função da posição da impureza. Como substrato, consideramos sistemas com ocupações iguais a 0.94 e 0.54 elétrons por banda, o que dentro do modelo nos permite chamá-los de Nie Cr. As impurezas sao tambem metais de transição - Mn, Fee Co. Em todos os casos investigados, foi verificado que a variação de energia eletrônica total apresenta um comportamento oscilatorio em função da posição da impureza no sistema, desde o plano superficial, até vários planos interiores do sistema. Como resultado, verificamos a ocorrencia de planos mais favoráveis à localização da impureza. Ao considerarmos um número relativamente grande de planos, um caso em particular foi destacado pelo aparecimento de um batimentono comportamento oscilatório de ΔEl. Estudamos também o comportamento da variação da energia total, quando camadas (filmes) são crescidas sobre o substrato e uma impureza do mesmo tipo das camadas é colocada no substrato. Levamos em conta a diferença de tamanho entre os átomos do substrato e os átomos dos filmes. Analisamos ainda a influência da temperatura sobre o comportamento oscilatório da energia total, considerando a expansão de Sommerfeld.

Uma proposta metodológica de integração de técnicas de análise espectral e de inteligência computacional, baseadas em conhecimento, para o reconhecimento de padrões em imagens multiespectrais

Somente no ano de 2011 foram adquiridos mais de 1.000TB de novos registros digitais de imagem advindos de Sensoriamento Remoto orbital. Tal gama de registros, que possui uma progressão geométrica crescente, é adicionada, anualmente, a incrível e extraordinária massa de dados de imagens orbitais já existentes da superfície da Terra (adquiridos desde a década de 70 do século passado). Esta quantidade maciça de registros, onde a grande maioria sequer foi processada, requer ferramentas computacionais que permitam o reconhecimento automático de padrões de imagem desejados, de modo a permitir a extração dos objetos geográficos e de alvos de interesse, de forma mais rápida e concisa. A proposta de tal reconhecimento ser realizado automaticamente por meio da integração de técnicas de Análise Espectral e de Inteligência Computacional com base no Conhecimento adquirido por especialista em imagem foi implementada na forma de um integrador com base nas técnicas de Redes Neurais Computacionais (ou Artificiais) (através do Mapa de Características Auto- Organizáveis de Kohonen SOFM) e de Lógica Difusa ou Fuzzy (através de Mamdani). Estas foram aplicadas às assinaturas espectrais de cada padrão de interesse, formadas pelos níveis de quantização ou níveis de cinza do respectivo padrão em cada uma das bandas espectrais, de forma que a classificação dos padrões irá depender, de forma indissociável, da correlação das assinaturas espectrais nas seis bandas do sensor, tal qual o trabalho dos especialistas em imagens. Foram utilizadas as bandas 1 a 5 e 7 do satélite LANDSAT-5 para a determinação de cinco classes/alvos de interesse da cobertura e ocupação terrestre em três recortes da área-teste, situados no Estado do Rio de Janeiro (Guaratiba, Mangaratiba e Magé) nesta integração, com confrontação dos resultados obtidos com aqueles derivados da interpretação da especialista em imagens, a qual foi corroborada através de verificação da verdade terrestre. Houve também a comparação dos resultados obtidos no integrador com dois sistemas computacionais comerciais (IDRISI Taiga e ENVI 4.8), no que tange a qualidade da classificação (índice Kappa) e tempo de resposta. O integrador, com classificações híbridas (supervisionadas e não supervisionadas) em sua implementação, provou ser eficaz no reconhecimento automático (não supervisionado) de padrões multiespectrais e no aprendizado destes padrões, pois para cada uma das entradas dos recortes da área-teste, menor foi o aprendizado necessário para sua classificação alcançar um acerto médio final de 87%, frente às classificações da especialista em imagem. A sua eficácia também foi comprovada frente aos sistemas computacionais testados, com índice Kappa médio de 0,86.

A influência da deposição atmosférica da poeira mineral da Patagônia na biomassa fitoplanctônica do setor Atlântico do Oceano Austral

O Oceano Austral é a região oceânica de maior extensão em que os macronutrientes necessários à produção primária permanecem em níveis elevados por todo ano. Essa condição é conhecida como High Nutrient Low Clorophyll (HNLC) e é determinada, em grande parte, pela relativa escassez de micronutrientes, particularmente o ferro. Diversos experimentos comprovaram que a entrada de ferro neste sistema intensifica a produção biológica, aumentando a fixação do carbono e, eventualmente, sua exportação para águas profundas. Este fenômeno recebeu muita atenção nos últimos 20 anos devido a sua possível influencia no clima, via ciclo do carbono. A relação inversa entre concentração de CO2 na atmosfera e o fluxo de poeira mineral observados em registros glaciais da Antártica Central sugere que a deposição atmosférica pode ser uma importante via para o aporte de micronutrientes. Porém, a contribuição da deposição de poeira mineral para a produção primária nesta região permanece para ser demonstrada e seu possível papel no sistema climático ainda não é conclusivo. No caso do setor Atlântico do Oceano Austral, que recebe influência da Patagônia, os baixos fluxos modernos de poeira mineral e a baixa solubilidade do ferro associado à estrutura dos alumíniossilicato levam muitos autores a postular que fontes oceânicas de micronutrientes sejam mais determinantes. Faltam, no entanto, evidências experimentais. Neste trabalho, abordamos o estudo da fertilização do setor Atlântico do Oceano Austral pela poeira da Patagônia utilizando duas ferramentas: (1) o sensoriamento remoto orbital de aerossóis minerais e clorofila-a em escala interanual; e (2) um experimento de fertilização, com poeira da Patagônia, realizado na Passagem de Drake, considerando fluxos estimados para a era moderna e para o último glacial. Após doze dias de bioensaio, os tratamentos de adição de poeira mostraram a elevação da clorofila-a e da abundância de células em níveis acima dos controles. Níveis intermediários e maiores de adição não diferiram entre si na intensidade de resposta biológica, separando-se apenas da menor adição. Esses resultados indicam que a poeira da Patagônia, mesmo nos fluxos atuais, é capaz de prover os micronutrientes escassos na coluna dágua, com potencial para deflagrar aumentos significativos de biomassa. Através da análise por sensoriamento remoto, identificamos uma região de alta correlação entre poeira e clorofila-a, que está localizada entre a Frente Subtropical e a Frente Polar, se estendendo da Argentina ao sul da África. Esta região difere das águas ao sul da Frente Polar pela menor profundidade da camada de mistura, menor concentração de silicatos, baixa biomassa de diatomáceas e, estima-se, maior estresse fisiológico devido à escassez de ferro e menor aporte oceânico deste nutriente. Em conjunto, essas características parecem criar condições que tornam a resposta biológica mais sensível à deposição de poeira mineral. Estes resultados lançam nova luz sobre o controle atual da produção primária na região e sobre a hipótese da regulação climática pelo fitoplâncton no Oceano Austral, mediado pela deposição de poeira da Patagônia.

Estudo da interação de antipsicóticos atípicos e albumina sérica com base em modelos matemáticos e espectrofluorimétricos

Os antipsicóticos são drogas utilizadas no tratamento de muitos transtornos psiquiátricos, sendo classificados em dois grupos: típicos e atípicos. Os típicos formam o grupo de drogas que bloqueiam especialmente os receptores de dopamina e, por isto, causam efeitos colaterais característicos, que se manifestam através de sintomas extrapiramidais e podem terminar em discinesia tardia. Os atípicos apresentam eficácia antipsicótica similar à dos antipsicóticos típicos, mas produzem menos efeitos colaterais extrapiramidais e não causam discinesia tardia. Os antipsicóticos se ligam às proteínas plasmáticas, principalmente a albumina, a qual representa cerca de 60% do total das proteínas no soro humano. Neste trabalho estudamos os processos de interação de duas drogas antipsicóticas atípicas, risperidona e sulpirida, com as albuminas séricas humana (HSA) e bovina (BSA), através da técnica de supressão da fluorescência intrínseca do triptofano. A partir dos espectros de fluorescência, a análise dos dados foi feita obtendo-se os gráficos e as constantes de Stern-Volmer. A análise da supressão da fluorescência foi feita a partir da média aritmética dos dados oriundos dos experimentos realizados em cada condição adotada. Como a molécula da sulpirida é fluorescente desenvolvemos uma modelagem matemática do processo de interação, que nos permitiu então obter os dados referentes à supressão da fluorescência da proteína. Os resultados mostraram que a risperidona e a sulpirida suprimem a fluorescência de ambas albuminas por um processo de quenching estático, formando complexos droga-albumina. A risperidona tem uma afinidade com a HSA cerca de 6,5 vezes maior do que a sulpirida, a 37 oC. As constantes de associação calculadas para a interação risperidona-HSA, através da Teoria de Stern-Volmer, foram 1,43 ( 0,05) x 105 M-1, a 37 C, e 2,56 ( 0,09) x 105 M-1, a 25 C1; e para a sulpirida, 2,20 ( 0,08) x 104 M-1, a 37 C, e 5,46 ( 0,20) x 104 M-1, a 25 C. Como a taxa de quenching da BSA foi maior do que a da HSA, sugerimos que o sítio primário para a risperidona nas albuminas esteja localizado mais próximo ao domínio do triptofano 134 da BSA do que do domínio do triptofano 212 da HSA. O mesmo sugerimos com relação ao sítio para a sulpirida a 37 C.

Curved crystal surfaces: fabrication, characterization and growth of cobalt nanostructures

117 p.