Nonlinear response and optical limiting in SrBi2Ta2O9 thin films

SrBi2Ta2O9 (SBT) thin films on quartz substrates were prepared by use of the pulsed-laser deposition technique. The nonlinear refractive indices, n(2), Of the SBT films were measured by use of z-scan techniques with picosecond pulses. Large negative nonlinear refractive indices of 3.84 and 3.58 cm(2)/GW were obtained for the wavelengths 532 nm and 1.064 mum, respectively. The two-photon absorption coefficient was determined to be 7.3 cm/GW for 532 nm. The limiting behavior of SBT thin film on a quartz substrate was investigated in an f/5 defocusing geometry by use of 38-ps-duration, 532-nm, 1.064-mum. laser excitation. (C) 2001 Optical Society of America.

Evaluación del impacto radiológico ambiental de una industria NORM

[ES]El proceso de soldadura más común es la soldadura por arco metálico con electrodos revestidos. A veces ese revestimiento contiene materiales radiactivos de origen natural (NORMs). En España los electrodos más utilizados son los recubiertos de rutilo mezclado con otros materiales. El rutilo contiene algunos radionúclidos naturales detectables, por lo que puede ser considerado como un NORM. Este trabajo principalmente se centra en la aplicación de la metodología expuesta en la Guía de Seguridad 11.3 del Consejo de Seguridad Nuclear (Metodología para la evaluación del impacto radiológico en las industrias NORM), como una herramienta para obtener las dosis en una fábrica que produce este tipo de electrodo y evaluar el impacto radiológico en una instalación específica. Para ello, se aplicaron en dicha instalación los pasos requeridos por la metodología para su cumplimiento. Se analizaron los beneficios inherentes al estudio y se identificaron las zonas de radiación más altas así como la posición de los trabajadores. Habiendo hecho uso de evaluaciones de dosis llevadas a cabo con anterioridad por otros procedimientos, métodos de simulación, se establecieron las pautas de protección radiológica a seguir para el cumplimiento de dicha guía, mediante la colocación de dosímetros personales y monitores de radiación.

Diseño y fabricación de un electrodo para electroerosión por penetración mediante fabricación aditiva.

[ES]Este trabajo pretende dar solución a la fabricación de los electrodos utilizados en el proceso de la electroerosión, los cuales presentan numerosos requisitos a los que los electrodos actuales no dan respuesta. Por ello, se propone utilizar un material de bajo coste como núcleo y recubrirlo con una fina capa de cobre mediante laser cladding. De esta forma, se reduce el coste del electrodo manteniendo sus propiedades y se posibilita la creación de geometrías complejas.

Emprego dos processos de eletrofloculação e osmose inversa no tratamento de águas oleosas

A descarga desenfreada de águas residuais no meio ambiente, ao longo dos últimos anos, vem acelerando o processo de contaminação e degradação dos corpos hídricos no mundo. Tais rejeitos apresentam elevada carga de contaminantes e de concentração de matéria orgânica o que leva a mortandade das espécies pela concorrência ao oxigênio e, em casos extremos, a aceleração dos processos de eutrofização. Pensando nisso, o presente trabalho estudou um sistema híbrido, em batelada, de tratamento de águas oleosas simuladas em laboratório pela adição de um determinado óleo lubrificante em uma solução aquosa de agentes emulsificantes e eletrólito suporte. O sistema de tratamento foi composto de duas etapas, onde na primeira avaliou-se o uso da técnica da eletrofloculação, responsável por quebrar a estabilidade das emulsões óleo/água e de uma segunda que avaliou o uso de processos de separação com membranas visando à remoção do metal adicionado ao efluente na etapa anterior. O sistema de eletrofloculação foi avaliado em relação ao uso de eletrodos de alumínio e ferro com correntes elétricas de 1A, 2A e 3A, nos modos contínuo e alternado. Os resultados apontaram um maior consumo evidente de massa de eletrodos quando do uso da corrente contínua, 4,0337g 0,0132 para o alumínio e 3,8260g 0,0181 para o ferro ao passo que o consumo foi de 2,1400g 0,0099 para o alumínio e 2,4121g 0,0127 para o ferro quando do o uso da corrente alternada. Foram alcançadas remoções máximas de 98 % 0 da DQO, 99,77 % 0,27 de remoção da cor e 100 % 0 de remoção da turbidez para o uso de corrente alternada e eletrodos de alumínio enquanto se alcançaram remoções máximas 96 % 1 da DQO, 99,46 % 0,82 de remoção da cor e também 100 % 0 de remoção da turbidez no uso de eletrodos de ferro. Na segunda etapa do estudo, a osmose inversa, o sistema utilizado atingiu rejeições de 99,53 % 0,12; 99,56 % 0,13 e de 98,87 % 0,36, para pressões respectivas de 10, 20 e 30 bar. Além disso, foram obtidos fluxos crescentes de permeado 10,87 L/h.m2 0,25; 15,67 L/h.m2 0,53; 18,49 L/h.m2 0,74 com o também aumento da pressão. Ao final do estudo alcançou-se um efluente final com baixa carga orgânica e de metais, estando o mesmo apto ao lançamento nos corpos receptores. Entretanto, mecanismos de controle, sobretudo de pH devem ser incluídos no projeto desses sistemas uma vez que esse parâmetro sofre alterações ao longo do processo

Directional algebraic reconstruction technique for electrical impedance tomography

We assume that the resistance matrix can be found in electrical impedance tomography from the assumption of linear dependence between the voltages and the currents and with the help of the resistance matrix and the transfer impedance between the electrodes, a directional algebraic reconstruction technique is proposed. The goal is to reconstruct the resistivity distribution by weighting the matrices that are obtained by calculating the orthogonal distance of the underlying mesh elements from the neighbouring port resistivity lines. These weighting matrices, which only depend on the topology of the underlying mesh, can be calculated offline and result in a computationally efficient online procedure with a reasonable image reconstruction performance. Simulation results are provided to validate this approach.

Controle de um sistema de eletroestimulação funcional.

Esta Dissertação irá apresentar a utilização de técnicas de controle nãolinear, tais como o controle adaptativo e robusto, de modo a controlar um sistema de Eletroestimulação Funcional desenvolvido pelo laboratório de Engenharia Biomédica da COPPE/UFRJ. Basicamente um Eletroestimulador Funcional (Functional Electrical Stimulation FES) se baseia na estimulação dos nervos motores via eletrodos cutâneos de modo a movimentar (contrair ou distender) os músculos, visando o fortalecimento muscular, a ativação de vias nervosas (reinervação), manutenção da amplitude de movimento, controle de espasticidade muscular, retardo de atrofias e manutenção de tonicidade muscular. O sistema utilizado tem por objetivo movimentar os membros superiores através do estímulo elétrico de modo a atingir ângulos-alvo pré-determinados para a articulação do cotovelo. Devido ao fato de não termos conhecimento pleno do funcionamento neuro-motor humano e do mesmo ser variante no tempo, não-linear, com parâmetros incertos, sujeito a perturbações e completamente diferente para cada indivíduo, se faz necessário o uso de técnicas de controle avançadas na tentativa de se estabilizar e controlar esse tipo de sistema. O objetivo principal é verificar experimentalmente a eficácia dessas técnicas de controle não-linear e adaptativo em comparação às técnicas clássicas, de modo a alcançar um controle mais rápido, robusto e que tenha um desempenho satisfatório. Em face disso, espera-se ampliar o campo de utilização de técnicas de controle adaptativo e robusto, além de outras técnicas de sistemas inteligentes, tais como os algoritmos genéticos, provando que sua aplicação pode ser efetiva no campo de sistemas biológicos e biomédicos, auxiliando assim na melhoria do tratamento de pacientes envolvidos nas pesquisas desenvolvidas no Laboratório de Engenharia Biomédica da COPPE/UFRJ.

Multiple single unit recording in the cortex of monkeys using independently moveable microelectrodes.

Simultaneous recording from multiple single neurones presents many technical difficulties. However, obtaining such data has many advantages, which make it highly worthwhile to overcome the technical problems. This report describes methods which we have developed to permit recordings in awake behaving monkeys using the 'Eckhorn' 16 electrode microdrive. Structural magnetic resonance images are collected to guide electrode placement. Head fixation is achieved using a specially designed headpiece, modified for the multiple electrode approach, and access to the cortex is provided via a novel recording chamber. Growth of scar tissue over the exposed dura mater is reduced using an anti-mitotic compound. Control of the microdrive is achieved by a computerised system which permits several experimenters to move different electrodes simultaneously, considerably reducing the load on an individual operator. Neurones are identified as pyramidal tract neurones by antidromic stimulation through chronically implanted electrodes; stimulus control is integrated into the computerised system. Finally, analysis of multiple single unit recordings requires accurate methods to correct for non-stationarity in unit firing. A novel technique for such correction is discussed.

Optical phase modulation using a hybrid carbon nanotube-liquid-crystal nanophotonic device.

The carbon nanotube-liquid-crystal (CNT-LC) nanophotonic device is a class of device based on the hybrid combination of a sparse array of multiwall carbon nanotube electrodes grown on a silicon surface in a liquid-crystal cell. The multiwall carbon nanotubes act as individual electrode sites that spawn an electric-field profile, dictating the refractive index profile within the liquid crystal and hence creating a series of graded index profiles, which form various optical elements such as a simple microlens array. We present the refractive index and therefore phase modulation capabilities of a CNT-LC nanophotonic device with experimental results as well as computer modeling and potential applications.

Detection of molecular interactions with modified ferrocene self-assembled monolayers.

Ferrocene-terminated self-assembled monolayers (Fc-SAMs) are one of the most studied molecular aggregates on metal electrodes. They are easy to fabricate and provide a stable and reproducible system to investigate the effect of the microenvironment on the electron transfer parameters. We propose a novel application for Fc-SAMs, the detection of molecular interactions, based on the modification of the SAM with target-specific receptors. Mixed SAMs were fabricated by coimmobilization on Au electrodes of thiolated alkane chains with three different head groups: hydroxy terminating head group, ferrocene head group, and a functional head group such as biotin. Upon binding, the intrinsic electric charge of the target (e.g., streptavidin) modifies the electrostatic potential at the plane of electron transfer, causing a shift in the formal potential E degrees '. The SAMs were characterized by AC voltammetry. The detection mechanism is confirmed by measurements of formal potential as a function of electrolyte pH.

Electro-optic characteristics of a transparent nanophotonic device based on carbon nanotubes and liquid crystals.

We present electro-optic characteristics of a transparent nanophotonic device fabricated on quartz substrate based on multiwall carbon nanotubes and nematic liquid crystals (LCs). The nanotube electrodes spawn a Gaussian electric field to three dimensionally address the LC molecules. The electro-optic characteristics of the device were investigated to optimize the device performance and it was found that lower driving voltages were suitable for microlens array and phase modulation applications, while higher driving voltages with a holding voltage can be used for display-related applications.

Preliminary experiments on electrical fishing in fresh watter [i.e. water]

Fishing using electricity is a new technique and is still in the experimental stages in many of the advanced countries. While no published records are available in India, considerable work has been done in Germany, United States, Canada, and United Kingdom. These papers mainly deal with the behavior of the fish in the electrical field, the physiological effects of electrical current on fishes, methods of electrofishing, electric fencing etc. The following experiments on electrical fishing were conducted with a view to studying the distribution of electrical field when an alternating current is passed through two fixed electrodes in fresh water and to study the reaction of different fresh water fishes to the field.

Preliminary observations on the effect of a. c. current on Catla catla and Ophicephalus punctatus

In order to evolve suitable electrical fishing gear for inland waters, preliminary experiments have been conducted to observe effect of a. c. currents on Catla catla at voltages of 30, 90 and 120, pH 7.3 and 8.4, temperature 48°F, 78°F and 105°F, distance between electrodes 25 cm, 50 cm and 75 cm, size range of fish 100 mm, to 235 mm. Apparatus used was a 5 kw; a. c. 60 cycles generator with resistance control. Larger sizes of fish were more prone to electric shock. Higher temperature increases the intensity of the shock, while variation of pH between 7.3 to 8.4 did not materially affect the intensity of the shock. Fishing with a mixed population of Catla catla and Ophicephalus punctatus gave a greater percentage of mortality for the latter.