I materiali a memoria di forma: caratterizzazione e applicazione nel mondo dell'automazione

L'obiettivo di questo lavoro di tesi è stato studiare le caratteristiche, le proprietà, le applicazioni con conseguenti vantaggi e svantaggi di un particolare tipo di smart materials: i materiali a memoria di forma. Il capitolo 1 tratterà delle leghe metalliche a memoria di forma, il successivo si concentrerà invece sui polimeri a memoria di forma. In ognuno di questi, relativamente al materiale affrontato, si presterà particolare attenzione agli “effetti” che contraddistinguono tali materiali da quelli più comuni, come l’effetto memoria di forma o la superelasticità. Successivamente, nei vari sottoparagrafi, l’attenzione si sposterà sulle tecniche di caratterizzazione, utili per capire le proprietà di una lega o di un polimero rispetto ad un altro, e sulle conseguenti classificazioni di entrambi. Per quanto riguarda i polimeri, si accenneranno certi parametri fondamentali di cui è necessario tener conto per conoscere bene il polimero considerato. La trattazione, in ambedue i casi, terminerà con un focus sulle applicazioni più diffuse e su quelle più interessanti di tali materiali, fornendo dettagli sulle tecnologie utilizzate e sugli stimoli dettati per eccitare i sistemi.

Elementi di zoologia : parte terza che contiene gli animali dispositi e caratterizati nelle rispettive classi, ordini, generi ec.

di Stefano Andrea Renier

La funzione di Möbius di un insieme parzialmente ordinato

Nel 1837 il matematico A.F. Möbius definì la funzione aritmetica mu(n) che vale 0 se n è divisibile per il quadrato di un numero primo, (-1)^k se n è il prodotto di k primi distinti e \mu(1)=1. Essa ricopre un ruolo di fondamentale importanza per quanto riguarda la distribuzione dei numeri primi, nonché per la sua duttilità nella risoluzione di diversi problemi di conteggio grazie alla formula di inversione di Möbius, che può essere pensata come un analogo formale del teorema fondamentale del calcolo integrale. Una sorprendente varietà di problemi di calcolo combinatorio si rivelano essere nient'altro che casi particolari di un problema più generale che riguarda la possibilità di invertire una somma fatta sugli elementi di un insieme parzialmente ordinato. L'obiettivo di questo elaborato è quello di illustrare come sia possibile generalizzare il concetto di funzione aritmetica estendendolo a quello di funzione di un'algebra di incidenza. Le algebre di incidenza hanno catturato l'interesse di svariati matematici a partire dagli anni '60 del secolo scorso, e si svilupparono come ambiente naturale nel quale generalizzare la formula di inversione di Mobius. La funzione di Möbius della teoria dei numeri, definita originariamente sull'insieme dei numeri interi positivi ordinato per divisibilità, può quindi essere definita su generici insiemi parzialmente ordinati.

Membrane polimeriche per la separazione di gas e la cattura di CO2: effetto dell’invecchiamento e di plasticizzazione

I processi di separazione sono tra quelli che consumano più energia nelle nazioni maggiormente industrializzate, questo rende necessaria la ricerca continua di tecnologie e materiali che siano in grado di aumentarne l’efficienza. Uno dei principali campi di studio di questa ricerca riguarda la separazione di gas, in cui le membrane polimeriche si candidano come principale alternativa innovativa ai metodi classici. Questo lavoro di tesi mira all’analisi delle variabili che governano il trasposto di gas attraverso membrane polimeriche di tipo vetroso, alla comprensione dei fenomeni destabilizzanti quali aging e plasticizzazione in termini di cause ed effetti e alla primaria rielaborazione dei dati di letteratura relativi agli stessi fenomeni per verificare analiticamente quanto studiato nella parte precedente. Per fare ciò, operativamente, ci si è serviti del supporto di articoli scientifici che trattano il tema, andando ad estrapolare dati e informazioni rilevanti e delle indicazioni del professor Minelli che da anni è impegnato nella ricerca su questi materiali. Dopo una prima parte introduttiva riguardante le tecnologie a membrana e le loro applicazioni, si passa allo studio approfondito della teoria e alla discussione dei due fenomeni, ai quali viene dedicato un capitolo ciascuno per capirne nel dettaglio le implicazioni che comportano nell’utilizzo di tecnologie a membrane polimeriche. Nella rielaborazione ci si sofferma poi sui film sottili, nell’ordine del micron, che corrispondo alle dimensioni tipiche delle membrane utilizzate per la separazione di gas. Ci si focalizza su miscele contenenti anidride carbonica, gas di estremo interesse sia perché è uno dei maggiori contributori al fenomeno del surriscaldamento globale, sia perché è uno dei principali responsabili della plasticizzazione di un polimero, per via della sua buona solubilità. Si conclude l’elaborato con una breve analisi sulle possibili contromisure riguardanti aging e plasticizzazione.

Studio propedeutico del potenziale di crescita di Listeria monocytogenes durante la shelf life di confezioni monoporzione di battuta di vitello

Scopo della tesi è la valutazione del potenziale di crescita (δ) di Listeria monocytogenes espressa come differenza tra il carico cellulare (log10 ufc/g) alla fine e all’inizio della prova, in monoporzioni di battuta di vitello (tartare) confezionate sottovuoto e conservate a temperatura di refrigerazione. Si tratta di un alimento ready to eat – RTE – prodotto dalla Ditta INALCA Spa e destinato ad una catena di ristorazione. I challenge test hanno lo scopo di fornire informazioni sul comportamento in determinate condizioni di conservazione, di L. monocytogenes inoculata artificialmente in un alimento. L. monocytogenes è un microrganismo patogeno ubiquitario nell’ambiente e resistente a diverse condizioni ambientali. E’ stato dimostrato che il batterio è responsabile della contaminazione post-processo degli alimenti, in quanto è stato isolato da impianti di trasformazione, macchine per l’imballaggio, nastri trasportatori, guanti, congelatori e guarnizioni. Sono state oggetto di studio: - i) 3 u.c. inoculate con soluzione fisiologica sterile su cui sono stati valutati Aw, pH, carica aerobia mesofila, batteri lattici, Pseudomonas, Enterobacteriaceae, muffe e lieviti; - ii) 1 u.c. non soggetta ad alcun inoculo per la ricerca qualitativa/quantitativa di L. monocytogenes; - iii) 9 u.c. contaminate con una miscela di 5 ceppi di L. monocytogenes (circa 100 ufc/g). Le confezioni inoculate sono state conservate per 21 giorni (pari alla shelf-life commerciale), di cui i primi 7 alla temperatura di +3°C, ed i successivi 14 giorni a +5°C. Il valore δ è risultato pari a 0.57: essendo superiore, seppure di poco, al valore soglia 0.5, le tartare in esame sono classificate come alimenti pronti che costituiscono terreno favorevole alla crescita di L. monocytogenes (categoria 1.2); in base al regolamento (CE) 2073/2005, il microrganismo deve essere assente in 25 g alla produzione e < 100 ufc/g durante la shelf–life (nota 5 e 7).

Oxidations of thio ketones by singlet and triplet oxygen

Oxidation of di-tert-butyl thioketone (1) and 2,2,4,4-tetramethylcyclobutylth ioketone (2) by singlet oxygen yields the corresponding sulfine and ketone; in the case of 1 the sulfine is the major product, whereas in 2 it is the ketone. 1,2,3-Dioxathietane has been suggested as the precursor for the ketones, and the zwitterionic/diradid peroxide is believed to be a common primary intermediate for both sulfine and ketone. Steric influence is felt both during primary interaction between singlet oxygen and thioketone and during the partitioning of the peroxide intermediate. Steric interaction is suggested as the reason for variations in the product distribution between 1 and 2. Singlet oxygen is also generated through energy transfer from the triplet state of thioketones. These excited states also directly react with oxygen to yield ketone.

Oxidations of thio ketones by singlet and triplet oxygen

Oxidation of di-tert-butyl thioketone (1) and 2,2,4,4-tetramethylcyclobutylth ioketone (2) by singlet oxygen yields the corresponding sulfine and ketone; in the case of 1 the sulfine is the major product, whereas in 2 it is the ketone. 1,2,3-Dioxathietane has been suggested as the precursor for the ketones, and the zwitterionic/diradid peroxide is believed to be a common primary intermediate for both sulfine and ketone. Steric influence is felt both during primary interaction between singlet oxygen and thioketone and during the partitioning of the peroxide intermediate. Steric interaction is suggested as the reason for variations in the product distribution between 1 and 2. Singlet oxygen is also generated through energy transfer from the triplet state of thioketones. These excited states also directly react with oxygen to yield ketone.

Dipole moments and structure of some organoselenium compounds

The dipole moments of di-p-tolyl selenide (1.74 D), di-p-tolyl selenide (1.00 D), di-m-tolyl selenide (1.66 D), di-p-anisyl selenide (2.35 D) and di-p-tolyl selenium dichloride (3.69 D) have been determined in benzene at 35°. The results are analysed in terms of mesomeric effects and internal rotation in these systems. The dipole moments of a few aliphatic selenides have been theoretically evaluated.

Preparation and photovoltaic property of a new polyfluorene derivative/ZnO nanoparticles hybrid composites

A new kind of polyfluorene copolymers, poly(2,7-(9,9-dioctyl-fluorene)-alt-5,5 -(4',7'-di-2-thienyl-2',1',3',-benzothiadiazole) (PFDTBT), was prepared. The introduction of ZnO nanoparticles with perfect wurtzite crystal character into PFDTBT makes the resulted single-layer photovoltaic device to perform a significant photovoltaic response. Among the tested devices, the best performance is observed for that containing 60 wt% of ZnO nanoparticles, which has a photocurrent density of 1.17 mu A/cm(2), an open circuit voltage of 0.81 V. a fill factor of 0.09 and a power conversion efficiency of 0.009%. The results show that the polyfluorene derivatives/ZnO nanoparticles hybrid composites are excellent fluorescence and photovoltaic materials. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Preparation and photovoltaic property of a new polyfluorene derivative/ZnO nanoparticles hybrid composites

A new kind of polyfluorene copolymers, poly(2,7-(9,9-dioctyl-fluorene)-alt-5,5 -(4',7'-di-2-thienyl-2',1',3',-benzothiadiazole) (PFDTBT), was prepared. The introduction of ZnO nanoparticles with perfect wurtzite crystal character into PFDTBT makes the resulted single-layer photovoltaic device to perform a significant photovoltaic response. Among the tested devices, the best performance is observed for that containing 60 wt% of ZnO nanoparticles, which has a photocurrent density of 1.17 mu A/cm(2), an open circuit voltage of 0.81 V. a fill factor of 0.09 and a power conversion efficiency of 0.009%. The results show that the polyfluorene derivatives/ZnO nanoparticles hybrid composites are excellent fluorescence and photovoltaic materials.

人参四逆汤抗休克作用的有效组分成分分析

分析人参四逆汤抗失血性休克作用的提取组分 S- 1和 S- 7的组成成分。方法　结合硅胶色谱柱分离 ,利用 ESI/MSn、MAL DI- TOF/MS等技术分析鉴定 S- 1和 S- 7的化学成分。结果　从人参四逆汤水煎液的抗休克作用的有效组分 S- 7中分析和鉴定了人参皂苷 - Ra1 、- Ra2 、- Rb1 、- Rb2 、- Rb3、- Rc、- Rd、- Re、- Rg1 、- Rg2 、- Rg3、- Rf等 12种人参皂苷 ;从有效组分 S- 1中检出下列二萜生物碱成分 :苯甲酰次乌头碱油酸酯 (14 - benzoylhypaconine- 8-linoleate,HAL )、苯甲酰去氧乌头碱油酸酯 (14 - benzoyldeoxyaconine- 8- oleate,HAO )、苯甲酰次乌头碱棕榈酸酯(14 - benzoylhypaconine- 8- palmitate,HAP)、苯甲酰中乌头碱 (benzoylmesaconitine,BM)、苯甲酰乌头碱 (benzoyla-conitine,BA)、苯甲酰次乌头碱 (benzoylhypaconitine,BH)。结论...

Monte Carlo Analysis and Physics Characterization of a Novel Nanoparticle Detector for Medical and Micro-dosimetry Applications

The outcomes for both (i) radiation therapy and (ii) preclinical small animal radio- biology studies are dependent on the delivery of a known quantity of radiation to a specific and intentional location. Adverse effects can result from these procedures if the dose to the target is too high or low, and can also result from an incorrect spatial distribution in which nearby normal healthy tissue can be undesirably damaged by poor radiation delivery techniques. Thus, in mice and humans alike, the spatial dose distributions from radiation sources should be well characterized in terms of the absolute dose quantity, and with pin-point accuracy. When dealing with the steep spatial dose gradients consequential to either (i) high dose rate (HDR) brachytherapy or (ii) within the small organs and tissue inhomogeneities of mice, obtaining accurate and highly precise dose results can be very challenging, considering commercially available radiation detection tools, such as ion chambers, are often too large for in-vivo use.

In this dissertation two tools are developed and applied for both clinical and preclinical radiation measurement. The first tool is a novel radiation detector for acquiring physical measurements, fabricated from an inorganic nano-crystalline scintillator that has been fixed on an optical fiber terminus. This dosimeter allows for the measurement of point doses to sub-millimeter resolution, and has the ability to be placed in-vivo in humans and small animals. Real-time data is displayed to the user to provide instant quality assurance and dose-rate information. The second tool utilizes an open source Monte Carlo particle transport code, and was applied for small animal dosimetry studies to calculate organ doses and recommend new techniques of dose prescription in mice, as well as to characterize dose to the murine bone marrow compartment with micron-scale resolution.

Hardware design changes were implemented to reduce the overall fiber diameter to <0.9 mm for the nano-crystalline scintillator based fiber optic detector (NanoFOD) system. Lower limits of device sensitivity were found to be approximately 0.05 cGy/s. Herein, this detector was demonstrated to perform quality assurance of clinical 192Ir HDR brachytherapy procedures, providing comparable dose measurements as thermo-luminescent dosimeters and accuracy within 20% of the treatment planning software (TPS) for 27 treatments conducted, with an inter-quartile range ratio to the TPS dose value of (1.02-0.94=0.08). After removing contaminant signals (Cerenkov and diode background), calibration of the detector enabled accurate dose measurements for vaginal applicator brachytherapy procedures. For 192Ir use, energy response changed by a factor of 2.25 over the SDD values of 3 to 9 cm; however a cap made of 0.2 mm thickness silver reduced energy dependence to a factor of 1.25 over the same SDD range, but had the consequence of reducing overall sensitivity by 33%.

For preclinical measurements, dose accuracy of the NanoFOD was within 1.3% of MOSFET measured dose values in a cylindrical mouse phantom at 225 kV for x-ray irradiation at angles of 0, 90, 180, and 270˝. The NanoFOD exhibited small changes in angular sensitivity, with a coefficient of variation (COV) of 3.6% at 120 kV and 1% at 225 kV. When the NanoFOD was placed alongside a MOSFET in the liver of a sacrificed mouse and treatment was delivered at 225 kV with 0.3 mm Cu filter, the dose difference was only 1.09% with use of the 4x4 cm collimator, and -0.03% with no collimation. Additionally, the NanoFOD utilized a scintillator of 11 µm thickness to measure small x-ray fields for microbeam radiation therapy (MRT) applications, and achieved 2.7% dose accuracy of the microbeam peak in comparison to radiochromic film. Modest differences between the full-width at half maximum measured lateral dimension of the MRT system were observed between the NanoFOD (420 µm) and radiochromic film (320 µm), but these differences have been explained mostly as an artifact due to the geometry used and volumetric effects in the scintillator material. Characterization of the energy dependence for the yttrium-oxide based scintillator material was performed in the range of 40-320 kV (2 mm Al filtration), and the maximum device sensitivity was achieved at 100 kV. Tissue maximum ratio data measurements were carried out on a small animal x-ray irradiator system at 320 kV and demonstrated an average difference of 0.9% as compared to a MOSFET dosimeter in the range of 2.5 to 33 cm depth in tissue equivalent plastic blocks. Irradiation of the NanoFOD fiber and scintillator material on a 137Cs gamma irradiator to 1600 Gy did not produce any measurable change in light output, suggesting that the NanoFOD system may be re-used without the need for replacement or recalibration over its lifetime.

For small animal irradiator systems, researchers can deliver a given dose to a target organ by controlling exposure time. Currently, researchers calculate this exposure time by dividing the total dose that they wish to deliver by a single provided dose rate value. This method is independent of the target organ. Studies conducted here used Monte Carlo particle transport codes to justify a new method of dose prescription in mice, that considers organ specific doses. Monte Carlo simulations were performed in the Geant4 Application for Tomographic Emission (GATE) toolkit using a MOBY mouse whole-body phantom. The non-homogeneous phantom was comprised of 256x256x800 voxels of size 0.145x0.145x0.145 mm3. Differences of up to 20-30% in dose to soft-tissue target organs was demonstrated, and methods for alleviating these errors were suggested during whole body radiation of mice by utilizing organ specific and x-ray tube filter specific dose rates for all irradiations.

Monte Carlo analysis was used on 1 µm resolution CT images of a mouse femur and a mouse vertebra to calculate the dose gradients within the bone marrow (BM) compartment of mice based on different radiation beam qualities relevant to x-ray and isotope type irradiators. Results and findings indicated that soft x-ray beams (160 kV at 0.62 mm Cu HVL and 320 kV at 1 mm Cu HVL) lead to substantially higher dose to BM within close proximity to mineral bone (within about 60 µm) as compared to hard x-ray beams (320 kV at 4 mm Cu HVL) and isotope based gamma irradiators (137Cs). The average dose increases to the BM in the vertebra for these four aforementioned radiation beam qualities were found to be 31%, 17%, 8%, and 1%, respectively. Both in-vitro and in-vivo experimental studies confirmed these simulation results, demonstrating that the 320 kV, 1 mm Cu HVL beam caused statistically significant increased killing to the BM cells at 6 Gy dose levels in comparison to both the 320 kV, 4 mm Cu HVL and the 662 keV, 137Cs beams.

Notas sobre el "primum cognitum" en Cayetano y su vínculo con la metafísica

Cayetano tuvo un papel protagónico en los debates intelectuales de su época (s. XVI), destacándose como un auténtico adalid del tomismo; inclusive muchas de sus tesis pasaron a formar parte de tal doctrina, las cuales –a veces matizadas y otras no tanto– perviven hasta nuestros días. Entre los diversos temas que afrontó se destaca su particular noción de primum cognitum. Aquí, partimos del hecho de que la tradición tomista no ha visto mayores inconvenientes en equiparar lo que entienden Cayetano y el Aquinate por el ens primo cadit; empero nosotros estamos en condiciones de afirmar que tal equiparación al menos es problemática. En este sentido, nos ocuparemos de realizar un primer acercamiento al tema del ente primer conocido cayetaniano para intentar mostrar su real significado. Asimismo, procuraremos ver, ayudados por los aportes de algunos estudiosos contemporáneos –en especial el de Lawrence Dewan–, hasta qué punto tal noción se corresponde o no con los desarrollos teóricos de Tomás de Aquino, sobre todo con el vínculo entre el primer conocido y el ente como objeto de la metafísica.

Strategies toward the design of energetic ionic liquids: nitro- and nitrile-substituted N,N '-dialkylimidazolium salts

Twelve novel 1,3-dialkylimidazolium salts containing strongly electron-withdrawing nitro-and cyano-functionalities directly appended to the cationic heterocyclic rings have been synthesized; the influences of the substituents on both formation and thermal properties of the resultant ionic liquids have been determined by DSC, TGA, and single crystal X-ray diffraction, showing that an electron-withdrawing nitro-substituent can be successfully appended and has a similar influence on the melting behaviour as that of corresponding methyl group substitution. Synthesis of di-, or trinitro-substituted 1,3-dialkylimidazolium cations was unsuccessful due to the resistance of dinitro-substituted imidazoles to undergo either N-alkylation or protonation, while 1-alkyl- 4,5-dicyanoimidazoles were successfully alkylated to obtain 1,3-dialkyl-4,5-dicyanoimidazolium salts. Five crystal structures ( one of each cation type) show that, in the solid state, the NO2-group has little significant effect, beyond the steric contribution, on the crystal packing.