First-principles electronic theory of non-collinear magnetic order in transition-metal nanowires

The structural, electronic and magnetic properties of one-dimensional 3d transition-metal (TM) monoatomic chains having linear, zigzag and ladder geometries are investigated in the frame-work of first-principles density-functional theory. The stability of long-range magnetic order along the nanowires is determined by computing the corresponding frozen-magnon dispersion relations as a function of the 'spin-wave' vector q. First, we show that the ground-state magnetic orders of V, Mn and Fe linear chains at the equilibrium interatomic distances are non-collinear (NC) spin-density waves (SDWs) with characteristic equilibrium wave vectors q that depend on the composition and interatomic distance. The electronic and magnetic properties of these novel spin-spiral structures are discussed from a local perspective by analyzing the spin-polarized electronic densities of states, the local magnetic moments and the spin-density distributions for representative values q. Second, we investigate the stability of NC spin arrangements in Fe zigzag chains and ladders. We find that the non-collinear SDWs are remarkably stable in the biatomic chains (square ladder), whereas ferromagnetic order (q =0) dominates in zigzag chains (triangular ladders). The different magnetic structures are interpreted in terms of the corresponding effective exchange interactions J(ij) between the local magnetic moments μ(i) and μ(j) at atoms i and j. The effective couplings are derived by fitting a classical Heisenberg model to the ab initio magnon dispersion relations. In addition they are analyzed in the framework of general magnetic phase diagrams having arbitrary first, second, and third nearest-neighbor (NN) interactions J(ij). The effect of external electric fields (EFs) on the stability of NC magnetic order has been quantified for representative monoatomic free-standing and deposited chains. We find that an external EF, which is applied perpendicular to the chains, favors non-collinear order in V chains, whereas it stabilizes the ferromagnetic (FM) order in Fe chains. Moreover, our calculations reveal a change in the magnetic order of V chains deposited on the Cu(110) surface in the presence of external EFs. In this case the NC spiral order, which was unstable in the absence of EF, becomes the most favorable one when perpendicular fields of the order of 0.1 V/Å are applied. As a final application of the theory we study the magnetic interactions within monoatomic TM chains deposited on graphene sheets. One observes that even weak chain substrate hybridizations can modify the magnetic order. Mn and Fe chains show incommensurable NC spin configurations. Remarkably, V chains show a transition from a spiral magnetic order in the freestanding geometry to FM order when they are deposited on a graphene sheet. Some TM-terminated zigzag graphene-nanoribbons, for example V and Fe terminated nanoribbons, also show NC spin configurations. Finally, the magnetic anisotropy energies (MAEs) of TM chains on graphene are investigated. It is shown that Co and Fe chains exhibit significant MAEs and orbital magnetic moments with in-plane easy magnetization axis. The remarkable changes in the magnetic properties of chains on graphene are correlated to charge transfers from the TMs to NN carbon atoms. Goals and limitations of this study and the resulting perspectives of future investigations are discussed.

Meshing highly regular structures: The case of super carbon nanotubes of arbitrary order

Mesh generation is an important step inmany numerical methods.We present the “HierarchicalGraphMeshing” (HGM)method as a novel approach to mesh generation, based on algebraic graph theory.The HGM method can be used to systematically construct configurations exhibiting multiple hierarchies and complex symmetry characteristics. The hierarchical description of structures provided by the HGM method can be exploited to increase the efficiency of multiscale and multigrid methods. In this paper, the HGMmethod is employed for the systematic construction of super carbon nanotubes of arbitrary order, which present a pertinent example of structurally and geometrically complex, yet highly regular, structures. The HGMalgorithm is computationally efficient and exhibits good scaling characteristics. In particular, it scales linearly for super carbon nanotube structures and is working much faster than geometry-based methods employing neighborhood search algorithms. Its modular character makes it conducive to automatization. For the generation of a mesh, the information about the geometry of the structure in a given configuration is added in a way that relates geometric symmetries to structural symmetries. The intrinsically hierarchic description of the resulting mesh greatly reduces the effort of determining mesh hierarchies for multigrid and multiscale applications and helps to exploit symmetry-related methods in the mechanical analysis of complex structures.

Relative Contributions of Internal and External Features to Face Recognition

The central challenge in face recognition lies in understanding the role different facial features play in our judgments of identity. Notable in this regard are the relative contributions of the internal (eyes, nose and mouth) and external (hair and jaw-line) features. Past studies that have investigated this issue have typically used high-resolution images or good-quality line drawings as facial stimuli. The results obtained are therefore most relevant for understanding the identification of faces at close range. However, given that real-world viewing conditions are rarely optimal, it is also important to know how image degradations, such as loss of resolution caused by large viewing distances, influence our ability to use internal and external features. Here, we report experiments designed to address this issue. Our data characterize how the relative contributions of internal and external features change as a function of image resolution. While we replicated results of previous studies that have shown internal features of familiar faces to be more useful for recognition than external features at high resolution, we found that the two feature sets reverse in importance as resolution decreases. These results suggest that the visual system uses a highly non-linear cue-fusion strategy in combining internal and external features along the dimension of image resolution and that the configural cues that relate the two feature sets play an important role in judgments of facial identity.

Carbon Nanotube Growth Using Ni Catalyst in Different Layouts

Vertically aligned carbon nanotubes have been grown using Ni as catalyst by plasma enhanced chemical vapor deposition system (PECVD) in various pre-patterned substrates. Ni was thermally evaporated on silicon substrates with anodized alumina mask prepared in different methods including 2 step anodization of porous alumina template and interference lithography assisted array of pores. The templates helped to define Ni nanodots inside the pores which in turn catalyzed the growth of carbon nanotubes inside the PECVD system at temperature of 700-750C using mixture of ammonia and acetylene gases. The resulting well-aligned multi-walled carbon nanotubes were further investigated using SEM, TEM and Raman spectroscopy. The size, shape and structure of the grown carbon nanotubes were also discussed.

Differential effects of insulin signaling on individual carbon fluxes for fatty acid synthesis in brown adipocytes

Considering the major role of insulin signaling on fatty acid synthesis via stimulation of lipogenic enzymes, differential effects of insulin signaling on individual carbon fluxes for fatty acid synthesis have been investigated by comparing the individual lipogenic fluxes in WT and IRS-1 knockout (IRS-1 KO) brown adipocytes. Results from experiments on WT and IRS-1 KO cells incubated with [5-¹³C] glutamine were consistent with the existence of reductive carboxylation pathway. Analysis of isotopomer distribution of nine metabolites related to the lipogenic routes from glucose and glutamine in IRS-1 KO cells using [U-¹³C] glutamine as compared to that in WT cells indicated that flux through reductive carboxylation pathway was diminished while flux through conventional TCA cycle was stimulated due to absence of insulin signaling in IRS-1 KO cells. This observation was confirmed by quantitative estimation of individual lipogenic fluxes in IRS-1 KO cells and their comparison with fluxes in WT cells. Thus, these results suggest that glutamine’s substantial contribution to fatty acid synthesis can be directly manipulated by controlling the flux through reductive carboxylation of alpha-ketoglutarate to citrate using hormone (insulin).

A First approximation to the realism/idealism debate about the external world

El text intenta fer una primera aproximació al debat contemporani entre realistes i anti-realistes sobre el món empíric, centrant-se en les posicions de Putnam i Nagel. El seu objectiu principal és el d'entendre les motivacions de les posicions i l'estructura actual del debat, i el d'establir les característiques que hauria de tenir qualsevol posició satisfactòria

El bosque de Ria??o. Langreo. Rutas carbon??fero. Bosques de Ria??o

Armando Velasco Monreal y Clemente Camporro Fern??ndez trabajaron en el proyecto como colaboradores

Climate Change and Transregional Convergence: Carbon Markets in North Amer ica

National policies in North America have not been drafted properly to address the problem of climate change, following the impasse of international negotiations. Facing this scenario, new alternatives emerge with the leadership and participation of new actors. Local governments in North America, especially of British Columbia, Ontario and Quebec, have been developing strategies to face climate change and emissions reduction in parallel to the national efforts and the global governance strategies. These local governments have developed a transregional approach that has resulted in the creation of regional institutions such as the Western Climate Initiative, the Regional Greenhouse GasInitiative and the Midwestern GreenhouseGas Reduction Accord.Their main goal is to establish regional carbon markets to mitigate and adapt to climate change impacts in a cost-effective way. In spite of these efforts, these initiatives have faced the overlapping problem among them and with national and globalstrategies. The goal of this research is to explore how these carbon markets have developed convergence policies. Convergence among these markets is expressed in their offset system and in secondary markets.

Inserción de Colombia en el mercado de China, hacia un tratado de libre comercio Colombia – China.

El presente trabajo busca evaluar las oportunidades y amenazas que se pueden generar a causa de la creación de un Tratado de Libre Comercio con China, identificando así el impacto que tendrían dichas alianzas sobre el desarrollo económico del país y sobre la competitividad en la región. A partir del análisis de las relaciones comerciales y particularidades de las dos economías, se tendrá en cuenta variables como la reducción del crecimiento económico de China que ha venido experimentando en los últimos años respecto al crecimiento que ha venido ganando poco a poco Colombia. Para ello, se realizó una investigación con base en información relevante de los últimos 5 años, obtenida de diferentes fuentes. Entre estas se destaca el Plan Nacional de Desarrollo (2014- 2018), estadísticas del DANE, portales de análisis económico, entrevistas, revistas indexadas, entre otras. Este compendio de fuentes permitirá evaluar el comportamiento actual de la economía en Colombia y China, así como de las perspectivas económicas de cada país para los próximos años en relación al comercio exterior. Con esto se logrará evaluar la factibilidad, así como las ventajas y desventajas que debería asumir Colombia al firmar un Tratado de Libre Comercio con su segundo socio comercial más importante.

La diplomacia cultural como herramienta para el mejoramiento de la relación económica de Colombia con Corea del Sur y Australia

Esta investigación se preocupa por dilucidar la función de la diplomacia cultural como herramienta para mejorar la relación económica de Colombia con Corea del Sur y Australia. Así, se analiza a la diplomacia cultural y lo que hace Colombia en esta materia en ambos países; así como el estado de la relación económica de Colombia en un periodo de ocho años con dichos países, y cómo las acciones culturales colombianas podrían llegar a mejorar dicha relación económica. De esta manera además del desarrollo conceptual de diplomacia cultural y los indicadores económicos, a saber; exportaciones; Inversión Extranjera Directa y turismo; se corrió un modelo de regresión lineal para saber si efectivamente hay relación entre ambas variables y una contribución final que consiste en una propuesta de generación de indicadores de gestión a utilizarse al momento de implementar la diplomacia cultural como herramienta en política exterior.

Los equipos de orientación del sector : funciones y modelos de intervención = External guidance services : functions and intervention models.

Resumen basado en el del autor

ICOS Carbon Data Portal

La infraestructura europea ICOS (Integrated Carbon Observation System), tiene como misión proveer de mediciones de gases de efecto invernadero a largo plazo, lo que ha de permitir estudiar el estado actual y comportamiento futuro del ciclo global del carbono. En este contexto, geomati.co ha desarrollado un portal de búsqueda y descarga de datos que integra las mediciones realizadas en los ámbitos terrestre, marítimo y atmosférico, disciplinas que hasta ahora habían gestionado los datos de forma separada. El portal permite hacer búsquedas por múltiples ámbitos geográficos, por rango temporal, por texto libre o por un subconjunto de magnitudes, realizar vistas previas de los datos, y añadir los conjuntos de datos que se crean interesantes a un “carrito” de descargas. En el momento de realizar la descarga de una colección de datos, se le asignará un identificador universal que permitirá referenciarla en eventuales publicaciones, y repetir su descarga en el futuro (de modo que los experimentos publicados sean reproducibles). El portal se apoya en formatos abiertos de uso común en la comunidad científica, como el formato NetCDF para los datos, y en el perfil ISO de CSW, estándar de catalogación y búsqueda propio del ámbito geoespacial. El portal se ha desarrollado partiendo de componentes de software libre existentes, como Thredds Data Server, GeoNetwork Open Source y GeoExt, y su código y documentación quedarán publicados bajo una licencia libre para hacer posible su reutilización en otros proyecto

Noves aproximacions a la síntesi i caracterització de poliglicols al·lílics, polihidrosiloxans i surfactants copolimèrics. Avaluació d'aquests surfactants en formulacions de poliuretà

Els polímers són una sèrie de compostos que troben un ampli ventall d'aplicacions en la indústria actual. Un exemple són les espumes de poliuretà, estructures de tipus cel·lular obtingudes mitjançant la reacció química entre compostos de tipus isocianat i compostos de tipus poliol (polièters amb diferent nombre de grups hidroxil). És imprescindible l'ús d'additius d'estructura tensioactiva (surfactants de silicona) per estabilitzar el procés d'espumació i per proporcionar una estructura cel·lular ordenada i homogènia en mida i distribució. La síntesis i caracterització de les molècules precursores (polihidrosiloxans i polièters al·lílics), l'estudi de la reacció d'hidrosililació com a via d'obtenció dels diferents surfactants per reacció d'addició entre els polihidrosiloxans i els polièters al·lílics i la caracterització i avaluació en formulacions comercials de poliuretà dels surfactants sintetitzats han constituït els objectius del present treball. MEMÒRIA La Tesi Doctoral ha estat presentada seguint el següent esquema: CAPÍTOL I. INTRODUCCIÓ A LA QUÍMICA DEL POLIURETÀ. Es presenten els principis de la química del poliuretà, fent esment dels recents avenços en la síntesis i caracterització d'aquests compostos polimèrics, així com un apartat concret centrat en els surfactants de silicona. Es presenten les estructures habituals d'aquests compostos comercials i es detallen les reaccions de síntesi i les característiques físiques que aquests compostos proporcionen a les espumes de poliuretà. CAPÍTOL II. OBJECTIUS. 1.- Síntesis y caracterització d'una àmplia gamma de poliglicols al·lílics i de polihidrosiloxans amb grups hidrur reactius, ambdós precursors d'estructures polimèriques de tipus surfactant. 2.- Estudi de la reacció d'hidrosililació com a via de formació d'enllaços Si-C no hidrolitzables, mitjançant la reacció d'addició entre els substrats al·lílics insaturats i els polisiloxans amb grups hidrur reactius. 3.- Caracterització de les estructures polimèriques de tipus surfactant sintetitzades i avaluació d'aquestes en formulacions de poliuretà, a fi de relacionar l'estructura química d'aquests oligómers amb els efectes físics que originen en l'espuma de poliuretà. CAPÍTOL III. SÍNTESI I CARACTERITZACIÓ DE SUBSTRATS AL·LÍLICS INSATURATS DE TIPUS POLIGLICOL. S'han caracteritzat per HPLC-UV una sèrie de polietilenglicols comercials. S'ha estudiat la reacció de derivatització al·lílica sobre els grups hidroxil dels polièters comercials (PEG, PPG i copolímers PEG-PPG) i s'han caracteritzat exhaustivament els productes sintetitzats (1H,13C-RMN, GC, GC-MS, FTIR, ESI-MS, HPLC-UV). S'ha iniciat un estudi de polimerització aniònica sobre nous epòxids amb un punt de diversitat molecular, sintetitzant-se i caracteritzant-se els corresponents nous polièters obtinguts. CAPÍTOL IV. SÍNTESI I CARACTERITZACIÓ DE POLIHIDROSILOXANS REACTIUS. S'estudia la síntesis de polihidrosiloxans amb grups hidrur reactius, mitjançant la reacció de polimerització aniònica d'obertura d'anell ("AROP, anionic ring opening polimerization") i mitjançant la reacció de polimerització per equilibració catiònica. Es presenta una caracterització exhaustiva dels productes sintetitzats i es descriu la naturalesa de la microestructura polimèrica a partir de la distribució bivariant dels copolímers PDMS-co-PHMS (poli(dimetilsiloxà)-co-poli(hidrometilsiloxà)). CAPÍTOL V. ESTUDI SISTEMÀTIC DE LA REACCIÓ D'HIDROSILILACIÓ. S'ha estudiat la reacció d'hidrosililació amb la finalitat de sintetitzar estructures copolimèriques poliglicol-polisiloxà a partir de la reacció de polisiloxans hidrur reactius i polièters al·lílics. S'han provat diferents catalitzadors (Pt/C 5%, cat. de Speier i cat. de Karstedt), s'han sintetitzat diferents estructures tensoactives (lineals i ramificades) i s'ha modelitzat les diferents reaccions secundàries observades, per presentar un estudi mecanístic de la reacció d'hidrosililació aplicada a la síntesis de molècules d'elevat PM a partir de la reacció entre substrats al·lílics insaturats i polihidrosiloxans. CAPÍTOL VI. AVALUACIÓ DELS SURFACTANTS EN FORMULACIONS DE POLIURETÀ. S'ha estudiat la idoneïtat dels surfactants de silicona sintetitzats en diferents formulacions de poliuretà comercials. S'ha relacionat el comportament físic d'aquests surfactants en les espumes de poliuretà amb la seva estructura química a partir de l'anàlisi per microscòpia electrònica de rastreig. CAPÍTOL VII. CONCLUSIONS. S'han esposat les conclusions extretes de cada capítol.