Development of active microwave imaging techniques for applications in mammography

Breast cancer is the most common non - skin malignancy in women and a leading cause of female morality. A potentially important strategy for reducing this menace is the detection at an early stage . The invention of non-invasive and non-ionizing microwave technique, to reveal the internal structure of biological objects was a break through in the field of medical diagnostics. Electrical properties of biological tissues and their interaction with electromagmetic waves have direct impact on human life. This thesis focuses on theoretical and experimental investigations of active microwave imaging techniques for breast cancer detection.

Effect of ambient gas on the expansion dynamics of plasma plume formed by laser blow off of thin film

A study has been carried out to understand the influence of ambient gases on the dynamics of laser-blow-off plumes of multi-layered LiF–C thin film. Plume images at various time intervals ranging from 100 to 3000 ns have been recorded using an intensified CCD camera. Enhancement in the plume intensity and change in size and shape occurs on introducing ambient gases and these changes are highly dependent on the nature and composition of the ambient gas used. Velocity of the plume was found to be higher in helium ambient whereas intensity enhancement is greater in argon environment. The plume shapes have maximum size at 10−2 and 10−1 Torr of Ar and He pressures, respectively. As the background pressure increases further (>10−2 Torr: depending on the nature of gas), the plume gets compressed/focused in the lateral direction. Internal structure formation and turbulences are observed at higher pressures (>10−1 Torr) in both ambient gases.

Wechselwirkung von im NANOJET erzeugten Teilchen mit Polymeren und biologischen Objekten

Am Institut für Mikrostrukturtechnologie und Analytik wurde eine neue Technik entwickelt, die neue Anwendungen und Methoden der Mikro- und Nanostrukturierung auf Basis eines neuen Verfahrens erschlossen hat. NANOJET führt über die passive Rastersondenmikroskopie hinaus zu einem vielseitigen, aktiven Bearbeitungswerkzeug auf der Mikro- und Nanometerskala. NANOJET (NANOstructuring Downstream PlasmaJET) ist eine aktive Rasterkraft-Mikroskopie-Sonde. Radikale (chemisch aktive Teilchen, die ein ungepaartes Valenzelektron besitzen) strömen aus dem Ende einer ultradünnen, hohlen Rasterkraftmikroskop-Spitze. Dadurch wird es möglich, über die übliche passive Abtastung einer Probenoberfläche hinausgehend, diese simultan und in-situ durch chemische Reaktionen zu verändern. Die Abtragung von Material wird durch eine chemische Ätzreaktion erreicht. In dieser Arbeit wurde zum größten Teil Photoresist als Substrat für die Ätzexperimente verwendet. Für das Ätzen des Resists wurden die Atome des Fluors und des Sauerstoffs im Grundzustand als verantwortlich identifiziert. Durch Experimente und durch Ergänzung von Literaturdaten wurde die Annahme bestätigt, dass Sauerstoffradikale mit Unterstützung von Fluorradikalen für die hohen erzielten Ätzraten verantwortlich sind. Die Beimischung von Fluor in einem Sauerstoffplasma führt zu einer Verringerung der Aktivierungsenergie für die Ätzreaktion gegenüber Verwendung reinen Sauerstoffs. In weiterer Folge wurde ein Strukturierungsverfahren dargestellt. Hierbei wurden "geformte Kapillaren" (mikrostrukturierte Aperturen) eingesetzt. Die Herstellung der Aperturen erfolgte durch einen elektrochemischen Ätzstop-Prozess. Die typische Größe der unter Verwendung der "geformten Kapillaren" geätzten Strukturen entsprach den Kapillarenöffnungen. Es wurde ein Monte-Carlo Simulationsprogramm entwickelt, welches den Transport der reaktiven Teilchen in der langen Transportröhre simulierte. Es wurde sowohl die Transmission der Teilchen in der Transportröhre und der Kapillare als auch ihre Winkelverteilung nach dem Verlassen der Kapillare berechnet. Das Aspektverhältnis der Röhren hat dabei einen sehr starken Einfluss. Mit einem steigenden Aspektverhältnis nahm die Transmission exponentiell ab. Die geschaffene experimentelle Infrastruktur wurde genutzt, um auch biologische Objekte zu behandeln und zu untersuchen. Hierfür wurde eine neue Methodik entwickelt, die eine dreidimensionale Darstellung des Zellinneren erlaubt. Dies wurde durch die kontrollierte Abtragung von Material aus der Zellmembran durchgeführt. Die Abtragung der Zellmembran erfolgte mittels Sauerstoffradikalen, die durch eine hohle Spitze lokalisiert zum Ort der Reaktion transportiert wurden. Ein piezoresistiver Cantilever diente als Sensor in dem zur Bildgebung eingesetzten RKM. Das entwickelte Verfahren ermöglicht es nun erstmals, schonend Zellen zu öffnen und die innen liegenden Organellen weiter zu untersuchen. Als Nachweis für weitere Verwendungsmöglichkeiten des NANOJET-Verfahrens wurde auch Knochenmaterial behandelt. Die Ergebnisse dieser Experimente zeigen klar, dass das Verfahren für vielfältige biologische Materialien verwendbar ist und somit nun ein weiter Anwendungskreis in der Biologie und Medizin offen steht.

Trend detection in folksonomies

As the number of resources on the web exceeds by far the number of documents one can track, it becomes increasingly difficult to remain up to date on ones own areas of interest. The problem becomes more severe with the increasing fraction of multimedia data, from which it is difficult to extract some conceptual description of their contents. One way to overcome this problem are social bookmark tools, which are rapidly emerging on the web. In such systems, users are setting up lightweight conceptual structures called folksonomies, and overcome thus the knowledge acquisition bottleneck. As more and more people participate in the effort, the use of a common vocabulary becomes more and more stable. We present an approach for discovering topic-specific trends within folksonomies. It is based on a differential adaptation of the PageRank algorithm to the triadic hypergraph structure of a folksonomy. The approach allows for any kind of data, as it does not rely on the internal structure of the documents. In particular, this allows to consider different data types in the same analysis step. We run experiments on a large-scale real-world snapshot of a social bookmarking system.

Corrupción, reforma y realidad. Incidencia de la corrupción publicada por los medios de comunicación en la estructura de la policía nacional de Colombia (1993 – 2012)

El texto analiza el impacto de la corrupción policial presentada por los medios de comunicación desde 1993 hasta el 2012 en la estructura interna de la Policía Nacional de Colombia. En el primer capítulo se plantea un estado del arte del concepto de corrupción policial, asimismo, se incluyen las teorías bajo las cuales se ha entendido el fenómeno a nivel mundial buscando generar soluciones plausibles a un flagelo en el que se ven inmiscuidos una gran cantidad de cuerpos policiales en el mundo. En el segundo apartado, se evalúa de manera cuantitativa cómo los casos de corrupción han modificado la estructura de la Policía Nacional, pero a su vez, cómo éstas modificaciones han sido evanescentes. En el tercer capítulo, se escudriña el impacto y los cambios estructurales desde la perspectiva de los miembros del cuerpo policial, recurriendo a la recolección de datos de manera cualitativa por medio de entrevistas y encuestas. En el cuarto momento se analiza la incidencia de los directores de la policía en la lucha contra la corrupción policial y como se establece una relación entre los subalternos y los mandos medios al momento de realizar este tipo de actividades. Finalmente se plasman las conclusiones a las que se llegó posterior a la realización del trabajo investigativo.

Análisis de los períodos de regresión y transición en el primer año de vida

Aquesta tesi està centrada en l'estudi dels períodes de regressió i transició. A partir dels treballs de van de Rijt-Plooij & Plooij (1992) sobre els períodes de regressió, l'autor analitza les característiques comportamentals d'aquests períodes i la relació que tenen amb els períodes de transició. Els períodes de regressió s'entenen com uns moments del desenvolupament durant els quals els nens perden la homeostasi del seu organisme i manifesten una sèrie de conductes pertorbadores per a la mare. El matrimoni Plooij manté que els períodes de regressió són la manifestació de les reorganitzacions cerebrals que tenen lloc durant el període postnatal, i constitueixen la base de les noves habilitats que el nen va adquirint. Així, doncs, l'augment de l'atenció que la mare dispensa al nen durant els períodes de regressió esdevé una font estimular imprescindible en els processos d'educació i culturalització de l'infant. Per tant, els períodes de regressió estan íntimament relacionats amb els períodes durant els quals apareixen nous comportaments qualitativament diferents dels anteriors, que es manifesten de forma ràpida i sobtada, permetent una certa sistematització del procés evolutiu, per la qual cosa s'han denominat transicions. Van de Rijt-Plooij & Plooij, i també nosaltres, considerem que els períodes de regressió són índexs dels períodes de transició. Per aquesta raó també s'han denominar reprogressions. Tanmateix, els períodes de regressió es poden convertir en una font de conflictes que, en situació de risc, poden degenerar en maltractament infantil i, fins i tot, esdevenir el germen de possibles patogènies. Com veiem, els conceptes de període de regressió i transició es troben a l'encreuament entre la fisiologia, la psicologia i la psicopatologia del desenvolupament i, el seu estudi establiria un pont interdisciplinar que contribuiria a la construcció d'un model biopsicosocial del desenvolupament. Els objectius del nostre estudi varen ser comprovar si els períodes descrits per van de Rijt-Plooij i Plooij (1992) també els podem observar en un grup de nens de la població catalana sense problemes socio-econòmics o sanitaris aparents. Per altra banda, vàrem voler comprovar si els períodes de regressió tenen relació amb els períodes de transició. El disseny d'investigació correspon a un model longitudinal i transversal. Es varen seguir -mitjançant entrevistes, qüestionaris i observacions- vint diades mare-nen durant catorze mesos, repartides en quatre cohorts de cinc diades cada una d'elles. Partint d'uns criteris establerts a priori per a la categorització dels períodes de regressió i transició, vàrem estudiar la temporalitat d'ambdós tipus de períodes. També s'ha aprofundit sobre les característiques comportamentals i dinàmiques dels períodes de regressió. Respecte les dades, els percentatges màxims dels períodes de regressió del nostre grup d'estudi han aparegut a les setmanes: 5, 8, 12-13, 18, 26-27, 35, 43 i 52. La mitjana setmanal de cada període ha sigut de dues setmanes. Les nostres dades confirmen les obtingudes en la investigació de van de Rijt-Plooij & Plooij. Tanmateix, també hem trobat diferències (els períodes de regressió de l'estudi holandès són més llargs i coincideixen més) que ens suggereixen que la cultura podrien estar actuant en la forma de presentació del períodes de regressió. Pel que fa a la relació entre els períodes de regressió i l'emergència de nous comportaments (períodes de transició), els resultats mostren que les freqüències màximes dels períodes de regressió sempre es troben poques setmanes abans de les freqüències màximes dels períodes de transició. Per tant, és possible que els períodes de regressió siguin indicadors dels períodes de transició.

Mirades turístiques a la ciutat. Anàlisi del comportament dels visitants del Barri Vell de Girona

Mirades Turístiques a la ciutat és un estudi sobre el comportament del turisme en les ciutats monumentals, a partir de l'experiència viscuda pels visitants del Barri Vell de Girona. Una recerca que ha pretès determinar, precisament, la forma com els visitants entren en contacte amb el patrimoni monumental de la ciutat medieval. A partir, d'identificar quins factors influeixen (i quins no) en el comportament dels turistes durant la seva visita, tant pel que fa referència als factors ambientals generals (la meteorologia, la congestió, la informació...) com els factors singulars de cada visitant. Per tal d'assolir aquests objectius, en hem plantejat una sèrie d'hipòtesis de treball: 1. Existeix una manera turística d'apropar-se al patrimoni que té les seves pròpies regles, les seves estructures específiques i en conseqüència la necessitat d'uns instruments de gestió particulars. 2. L'aproximació del turista al patrimoni monumental és el resultat de dues forces aparentment contradictòries. D'una banda, el turista tendeix a reproduir pautes de comportament socialment construïdes que prenen la forma d'un ritual. D'altra banda, més enllà d'aquest patró comú, cada visitant viu una experiència singular. Per tant, la relació amb el patrimoni és el resultat d'un subtil equilibri entre experiència i ritual. 3. El consum turístic del patrimoni depèn de la relació entre quatre factors. El primer, la imatge del lloc, és la projecció (sovint idealitzada) de l'espai de visita, una metàfora de la ciutat. El segon, el codi d'interpretació turístic , actua com una mena de ritual, un guió no escrit de la pràctica turística. En tercer lloc, el substrat material que són els components artístics, històrics o culturals de la destinació: la geometria del casc, les visuals, el pes de la història o el valor estètic de les peces condicionen, com és obvi, la mirada turística. Finalment, l'experiència està condicionada per la gestió (pública i privada) del turisme: informació, fluxos, interpretació... L'estudi s'ha sustentat en una metodologia inèdita basada en l'observació directa a partir del seguiment dels visitants durant els seus recorreguts. Hem observat el visitants i hem recollit la informació bàsica de la seva visita: l'itinerari, els monuments visitats, les actituds manifestades, els temps d'estada... Aquesta metodologia ha estat ja implementada en alguns estudis de públic de diversos museus. S'han recollit tres tipus de dades: dades relacionades amb els arcs (segment de carrer entre dues interseccions), dades relacionades amb els nodes (els elements d'interès) i dades relacionades amb el visitant. Les tres fonts estan unides per un identificador comú, que és el codi del turista. Això ens ha permès vincular les dades dels visitants amb el seu recorregut i la seva visita als monuments de la ciutat. Els resultats de l'estudi ens han permès identificar els factors que singularitzen l'apropament dels visitants al patrimoni i que el diferencien d'altres formes de relació o ús. És a dir, els factors que incideixen en el comportament dels visitants de Girona. Així mateix, hem pogut definir models d'itineraris amb una estructura interna molt compacta però molt diferents entre ells; que ens evidencien que, malgrat les regularitats detectades en les visites dels turistes de la ciutat, també existeixen elements diferencials en el seu comportament. Hem detectat quatre models de recorreguts urbans que hem anomenat: itinerari bàsic, comercial, complex i de les muralles, que a l'hora es poden subdividir en varies categories. Finalment, els estadístics multivariants ens han permès demostrar que la relació entre el turista i el patrimoni respon almenys a quatre formes de consum diferenciades, que hem anomenat "no turistes", "rituals", "interessats" i "erudits".

Estudo do impacto do tamanho máximo da carga da trama Ethernet no perfil do Tráfego IPV6 na Internet

A transição entre a versão 4 para a versão 6 do Internet Protocol (IP) vem ocorrendo na comunidade da Internet. No entanto, a estrutura interna dos protocolos IPv4 e IPv6, em detalhe no tamanho dos seus cabeçalhos, pode provocar alterações no perfil tráfego da rede. Este trabalho estuda as mudanças nas características de tráfego de rede, avaliando o que mudaria se o tráfego gerado fosse apenas IPv6 em vez de IPv4. Este artigo estende-se uma pesquisa anterior, abordando novas questões, mas usando os registos de dados reais disponíveis publicamente. É adotada uma metodologia de engenharia reversa nos pacotes IPv4 capturados, permitindo assim inferir qual a carga original no computador tributário e em seguida reencapsular essa carga em novos pacotes usando restrições de encapsulamento IPv6. Conclui-se que, na transição de IPv4 para IPv6, haverá um aumento no número de pacotes transmitidos na Internet.

Droplets of structured fluid on a flat substrate

We study the equilibrium morphology of droplets of symmetric AB diblock copolymer on a flat substrate. Using self-consistent field theory (SCFT), we provide the first predictions for the equilibrium droplet shape and its internal structure. When the sustrate affinity for the A component, $\eta_A$, is small, the droplet adopts a nearly spherical shape much like that of simple fluids. Inside the spherical droplet, however, concentric circular lamellar layers stack on top of each other; hence the thickness of the droplet is effectively quantized by a half-integer or integer number of layers. At larger $\eta_A$ and smaller contact angle, the area of the upper-most layer becomes relatively large, resulting in a nearly flat, faceted top surface, followed by a semi-spherical slope. This geometry is remarkably reminiscent of the droplet shapes observed with smetic liquid crystals.

Numerical modeling of the propagation environment in the atmospheric boundary layer over the Persian Gulf

Strong vertical gradients at the top of the atmospheric boundary layer affect the propagation of electromagnetic waves and can produce radar ducts. A three-dimensional, time-dependent, nonhydrostatic numerical model was used to simulate the propagation environment in the atmosphere over the Persian Gulf when aircraft observations of ducting had been made. A division of the observations into high- and low-wind cases was used as a framework for the simulations. Three sets of simulations were conducted with initial conditions of varying degrees of idealization and were compared with the observations taken in the Ship Antisubmarine Warfare Readiness/Effectiveness Measuring (SHAREM-115) program. The best results occurred with the initialization based on a sounding taken over the coast modified by the inclusion of data on low-level atmospheric conditions over the Gulf waters. The development of moist, cool, stable marine internal boundary layers (MIBL) in air flowing from land over the waters of the Gulf was simulated. The MIBLs were capped by temperature inversions and associated lapses of humidity and refractivity. The low-wind MIBL was shallower and the gradients at its top were sharper than in the high-wind case, in agreement with the observations. Because it is also forced by land–sea contrasts, a sea-breeze circulation frequently occurs in association with the MIBL. The size, location, and internal structure of the sea-breeze circulation were realistically simulated. The gradients of temperature and humidity that bound the MIBL cause perturbations in the refractivity distribution that, in turn, lead to trapping layers and ducts. The existence, location, and surface character of the ducts were well captured. Horizontal variations in duct characteristics due to the sea-breeze circulation were also evident. The simulations successfully distinguished between high- and low-wind occasions, a notable feature of the SHAREM-115 observations. The modeled magnitudes of duct depth and strength, although leaving scope for improvement, were most encouraging.

Fibrillar superstructure from extended nanotapes formed by a collagen-stimulating peptide

The nanostructure of a peptide amphiphile in commercial use in anti-wrinkle creams is investigated. The peptide contains a matrikine, collagen-stimulating, pentapeptide sequence. Selfassembly into giant nanotapes is observed and the internal structure was found to comprise bilayers parallel to the flat tape surfaces.

Modelling small angle neutron scattering data from electrospun fibres

Electrospinning is a technique employed to produce nanoscale to microscale sized fibres by the application of a high voltage to a spinneret containing a polymer solution. Here we examine how small angle neutron scattering data can be modelled to analyse the polymer chain conformation. We prepared 1:1 blends of deuterated and hydrogenated atactic-polystyrene fibres from solutions in N, N-Dimethylformamide and Methyl Ethyl Ketone. The fibres themselves often contain pores or voiding within the internal structure on the length scales that can interfere with scattering experiments. A model to fit the scattering data in order to obtain values for the radius of gyration of the polymer molecules within the fibres has been developed, that includes in the scattering from the voids. Using this model we find that the radius of gyration is 20% larger than in the bulk state and the chains are slightly extended parallel to the fibre axis.

Development of orientation during electrospinning of fibres of poly(ε-caprolactone)

We explore the influence of a rotating collector on the internal structure of poly(ε-caprolactone) fibres electrospun from a solution in dichloroethane. We find that above a threshold collector speed, the mean fibre diameter reduces as the speed increases and the fibres are further extended. Small-angle and wide-angle X-ray scattering techniques show a preferred orientation of the lamellar crystals normal to the fibre axis which increases with collector speed to a maximum and then reduces. We have separated out the processes of fibre alignment on the collector and the orientation of crystals within the fibres. There are several stages to this behaviour which correspond to the situations (a) where the collector speed is slower than the fibre spinning rate, (b) the fibre is mechanically extended by the rotating collector and (c) where the deformation leads to fibre fracture. The mechanical deformation leads to a development of preferred orientation with extension which is similar to the prediction of the pseudo-affine deformation model and suggests that the deformation takes place during the spinning process after the crystals have formed.

Ensemble forecasts of a flood-producing storm: comparison of the influence of model-state perturbations and parameter modifications

High-resolution ensemble simulations (Δx = 1 km) are performed with the Met Office Unified Model for the Boscastle (Cornwall, UK) flash-flooding event of 16 August 2004. Forecast uncertainties arising from imperfections in the forecast model are analysed by comparing the simulation results produced by two types of perturbation strategy. Motivated by the meteorology of the event, one type of perturbation alters relevant physics choices or parameter settings in the model's parametrization schemes. The other type of perturbation is designed to account for representativity error in the boundary-layer parametrization. It makes direct changes to the model state and provides a lower bound against which to judge the spread produced by other uncertainties. The Boscastle has genuine skill at scales of approximately 60 km and an ensemble spread which can be estimated to within ∼ 10% with only eight members. Differences between the model-state perturbation and physics modification strategies are discussed, the former being more important for triggering and the latter for subsequent cell development, including the average internal structure of convective cells. Despite such differences, the spread in rainfall evaluated at skilful scales is shown to be only weakly sensitive to the perturbation strategy. This suggests that relatively simple strategies for treating model uncertainty may be sufficient for practical, convective-scale ensemble forecasting.

New RGD-peptide amphiphile mixtures containing a negatively charged diluent

Here, we studied the self-assembly of two peptide amphiphiles, C16-Gly-Gly-Gly-Arg-Gly- Asp (PA 1: C16-GGG-RGD) and C16-Gly-Gly-Gly-Arg-Gly-Asp-Ser (PA 2: C16-GGG-RGDS).We showed that PA 1 and PA 2 self-assemble into nanotapes with an internal bilayer structure. C16 chains were highly interdigitated within the nanotape cores, while the peptide blocks formed water-exposed b-sheets too. PA 1 nanotapes were characterized by one spacing distribution, corresponding to a more regular internal structure than that of PA 2 nanotapes, which presented two different spacing distributions. We showed that it is possible to obtain homogeneous nanotapes in water by co-assembling PA 1 or PA 2 with the negatively charged diluent C16-Glu-Thr-Thr-Glu- Ser (PA 3: C16-ETTES). The homogeneous tapes formed by PA 1–PA 3 or PA 2–PA 3 mixtures presented a structure similar to that observed for the corresponding pure PA 1 or PA 2 nanotapes. The mixed nanotapes, which were able to form a stabilized matrix containing homogeneously distributed cell adhesive RGD groups, represent promising materials for designing new cell adhesion substrates.