Design and optimization of components and processes for plasma sources in advanced material treatments

The research activities described in the present thesis have been oriented to the design and development of components and technological processes aimed at optimizing the performance of plasma sources in advanced in material treatments. Consumables components for high definition plasma arc cutting (PAC) torches were studied and developed. Experimental activities have in particular focussed on the modifications of the emissive insert with respect to the standard electrode configuration, which comprises a press fit hafnium insert in a copper body holder, to improve its durability. Based on a deep analysis of both the scientific and patent literature, different solutions were proposed and tested. First, the behaviour of Hf cathodes when operating at high current levels (250A) in oxidizing atmosphere has been experimentally investigated optimizing, with respect to expected service life, the initial shape of the electrode emissive surface. Moreover, the microstructural modifications of the Hf insert in PAC electrodes were experimentally investigated during first cycles, in order to understand those phenomena occurring on and under the Hf emissive surface and involved in the electrode erosion process. Thereafter, the research activity focussed on producing, characterizing and testing prototypes of composite inserts, combining powders of a high thermal conductibility (Cu, Ag) and high thermionic emissivity (Hf, Zr) materials The complexity of the thermal plasma torch environment required and integrated approach also involving physical modelling. Accordingly, a detailed line-by-line method was developed to compute the net emission coefficient of Ar plasmas at temperatures ranging from 3000 K to 25000 K and pressure ranging from 50 kPa to 200 kPa, for optically thin and partially autoabsorbed plasmas. Finally, prototypal electrodes were studied and realized for a newly developed plasma source, based on the plasma needle concept and devoted to the generation of atmospheric pressure non-thermal plasmas for biomedical applications.

Coordination as a Service (CaaS) in the Cloud

Nel primo capitolo si è studiata la nuova tecnologia del Cloud Computing, fornendo una semplice analisi di tutte le caratteristiche principali, gli attori coinvolti e i relativi metodi di distribuzione e servizi offerti. Nel secondo capitolo si è introdotta la nozione di coordination as a service, discutendone le relative astrazioni che compongono l'architettura logica. Successivamente si è preso in considerazione il modello di coordinazione TuCSoN definendo cosa si intende per nodo, agente, centro di tuple e agent coordination context ed è stato analizzato il relativo linguaggio di coordinazione attraverso il quale essi interagiscono. Nel terzo capitolo sono state riviste ed estese le nozioni di TuCSoN, precedentemente acquisite, nell'ambito del Cloud Computing ed è stato fornito un modello astratto ed una possibile architettura di TuCSoN in the Cloud. Sono stati analizzati anche gli aspetti di un possibile servizio di tale genere nello scenario di servizio pay-per-use. Infine nel quarto ed ultimo capitolo si è sviluppato un caso di studio in cui si è implementata un'interfaccia per l'attuale CLI di TuCSoN sottoforma di applet, che è stata poi inserita nel Cloud attraverso la piattaforma PaaS Cloudify.

Green Line Peace Forum (Beirut: Lo spazio del dialogo nella città spartiacque tra Occidente ed Oriente)

Come al giorno dʼoggi si verifica lʼintegrazione (o più spesso lʼemarginazione) della cultura islamica, dalle caratteristiche così differenti e lontane dalla cultura occidentale, con la società contemporanea nella quale viviamo? Riflettendo sulla risposta a tale quesito, alla luce delle conoscenze intraprese durante lʼesperienza erasmus, ho pensato a quale fosse il contesto migliore nel quale investigare e tentare una connessione tra queste due culture. Ho quindi individuato alcune città “modello” per quanto riguarda la convivenza di differenti religioni, crogiuoli di diverse etnie e culture, con una storia radicata di interculturalità: in particolare Sarajevo, Tirana e Beirut. La scelta di allontanarmi da un contesto europeo od addirittura italiano è stata dettata da ragioni storiche e di apertura mentale: in quelle città da anni, forse secoli si verifica la convivenza di differenti confessioni, spesso allʼinterno dello stesso quartiere.

Computational Modeling of Cardiac Excitation-Contraction Coupling in Physiological and Pathological Conditions

The cardiomyocyte is a complex biological system where many mechanisms interact non-linearly to regulate the coupling between electrical excitation and mechanical contraction. For this reason, the development of mathematical models is fundamental in the field of cardiac electrophysiology, where the use of computational tools has become complementary to the classical experimentation. My doctoral research has been focusing on the development of such models for investigating the regulation of ventricular excitation-contraction coupling at the single cell level. In particular, the following researches are presented in this thesis: 1) Study of the unexpected deleterious effect of a Na channel blocker on a long QT syndrome type 3 patient. Experimental results were used to tune a Na current model that recapitulates the effect of the mutation and the treatment, in order to investigate how these influence the human action potential. Our research suggested that the analysis of the clinical phenotype is not sufficient for recommending drugs to patients carrying mutations with undefined electrophysiological properties. 2) Development of a model of L-type Ca channel inactivation in rabbit myocytes to faithfully reproduce the relative roles of voltage- and Ca-dependent inactivation. The model was applied to the analysis of Ca current inactivation kinetics during normal and abnormal repolarization, and predicts arrhythmogenic activity when inhibiting Ca-dependent inactivation, which is the predominant mechanism in physiological conditions. 3) Analysis of the arrhythmogenic consequences of the crosstalk between β-adrenergic and Ca-calmodulin dependent protein kinase signaling pathways. The descriptions of the two regulatory mechanisms, both enhanced in heart failure, were integrated into a novel murine action potential model to investigate how they concur to the development of cardiac arrhythmias. These studies show how mathematical modeling is suitable to provide new insights into the mechanisms underlying cardiac excitation-contraction coupling and arrhythmogenesis.

Analysis of charge-transport properties in GST materials for next generation phase-change memory devices

The quest for universal memory is driving the rapid development of memories with superior all-round capabilities in non-volatility, high speed, high endurance and low power. The memory subsystem accounts for a significant cost and power budget of a computer system. Current DRAM-based main memory systems are starting to hit the power and cost limit. To resolve this issue the industry is improving existing technologies such as Flash and exploring new ones. Among those new technologies is the Phase Change Memory (PCM), which overcomes some of the shortcomings of the Flash such as durability and scalability. This alternative non-volatile memory technology, which uses resistance contrast in phase-change materials, offers more density relative to DRAM, and can help to increase main memory capacity of future systems while remaining within the cost and power constraints. Chalcogenide materials can suitably be exploited for manufacturing phase-change memory devices. Charge transport in amorphous chalcogenide-GST used for memory devices is modeled using two contributions: hopping of trapped electrons and motion of band electrons in extended states. Crystalline GST exhibits an almost Ohmic I(V) curve. In contrast amorphous GST shows a high resistance at low biases while, above a threshold voltage, a transition takes place from a highly resistive to a conductive state, characterized by a negative differential-resistance behavior. A clear and complete understanding of the threshold behavior of the amorphous phase is fundamental for exploiting such materials in the fabrication of innovative nonvolatile memories. The type of feedback that produces the snapback phenomenon is described as a filamentation in energy that is controlled by electron–electron interactions between trapped electrons and band electrons. The model thus derived is implemented within a state-of-the-art simulator. An analytical version of the model is also derived and is useful for discussing the snapback behavior and the scaling properties of the device.

Functional and Genetic characterization of new genomic islands from an E. coli strain associated with neonatal meningitis.

Enterobacteriaceae genomes evolve through mutations, rearrangements and horizontal gene transfer (HGT). The latter evolutionary pathway works through the acquisition DNA (GEI) modules of foreign origin that enhances fitness of the host to a given environment. The genome of E. coli IHE3034, a strain isolated from a case of neonatal meningitis, has recently been sequenced and its subsequent sequence analysis has predicted 18 possible GEIs, of which: 8 have not been previously described, 5 fully meet the pathogenic island definition and at least 10 that seem to be of prophagic origin. In order to study the GEI distribution of our reference strain, we screened for the presence 18 GEIs a panel of 132 strains, representative of E. coli diversity. Also, using an inverse nested PCR approach we identified 9 GEI that can form an extrachromosomal circular intermediate (CI) and their respective attachment sites (att). Further, we set up a qPCR approach that allowed us to determine the excision rates of 5 genomic islands in different growth conditions. Four islands, specific for strains appertaining to the sequence type complex 95 (STC95), have been deleted in order to assess their function in a Dictyostelium discoideum grazing assays. Overall, the distribution data presented here indicate that 16 IHE3034 GEIs are more associated to the STC95 strains. Also the functional and genetic characterization has uncovered that GEI 13, 17 and 19 are involved in the resistance to phagocitation by Dictyostelium d thus suggesting a possible role in the adaptation of the pathogen during certain stages of infection.

Il museo Wilhelm Lehmbruck: paradigma della nuova modernità nella Germania del secondo dopoguerra

Oggetto della ricerca è il museo Wilhelm Lehmbruck di Duisburg, un'opera dell'architetto Manfred Lehmbruck, progettata e realizzata tra il 1957 e il 1964. Questa architettura, che ospita la produzione artistica del noto scultore Wilhelm Lehmbruck, padre di Manfred, è tra i primi musei edificati ex novo nella Repubblica Federale Tedesca dopo la seconda guerra mondiale. Il mito di Wilhelm Lehmbruck, costruito negli anni per donare una identità culturale alla città industriale di Duisburg, si rinvigorì nel secondo dopoguerra in seno ad una più generale tendenza sorta nella Repubblica di Bonn verso la rivalutazione dell'arte moderna, dichiarata “degenerata” dal nazionalsocialismo. Ricollegarsi all'arte e all'architettura moderna degli anni venti era in quel momento funzionale al ridisegno di un volto nuovo e democratico del giovane stato tedesco, che cercava legittimazione proclamandosi erede della mitica e gloriosa Repubblica di Weimar. Dopo anni di dibattiti sulla ricostruzione, l'architettura del neues Bauen sembrava l'unico modo in cui la Repubblica Federale potesse presentarsi al mondo, anche se la realtà del paese era assai più complessa e svelava il “doppio volto” che connotò questo stato a partire dal 1945. Le numerose dicotomie che popolarono presto la tabula rasa nata dalle ceneri del conflitto (memoria/oblio, tradizione/modernità, continuità/discontinuità con il recente e infausto passato) trovano espressione nella storia e nella particolare architettura del museo di Duisburg, che può essere quindi interpretato come un'opera paradigmatica per comprendere la nuova identità della Repubblica Federale, un'identità che la rese capace di risorgere dopo l' “anno zero”, ricercando nel miracolo economico uno strumento di redenzione da un passato vergognoso, che doveva essere taciuto, dimenticato, lasciato alle spalle.

Studio della dinamica del traffico su una rete stradale

Il presente lavoro si colloca in un ampio percorso che ha visto diversi studi interessati nella problematica del traffico urbano, e quindi delle congestioni stradali, il cui impatto nella qualità della vita nelle grandi città è diventato sempre più rilevante con il processo di urbanizzazione. Dalle prime ricerche compiute, risalenti alla prima metà del 900, e aventi come oggetto di studio la singola strada, il ricorso alla modellizzazione matematica di recente si è sviluppato in particolar modo per quel che concerne la rete urbana. Le problematiche che si incontrano affrontando il contesto delle reti urbane si possono riassumere sinteticamente innanzitutto nella mutevolezza del flusso del traffico nell'arco della giornata. In secondo luogo nell'esistenza di punti critici variabili nel corso del tempo. Incidentalmente può accadere che si verifichino eventi eccezionali dovuti tanto all'ambiente naturale, quanto sociale. Ogni modello nella sua natura riduzionista consente di prendere in esame alcune problematiche specifiche e la scelta di operare in modo selettivo risponde alla complessità del fenomeno. Con queste indicazioni di metodo si è pensato di concentrarsi sullo studio degli effetti delle fluttuazioni endogene dei flussi di traffico in una stradale di tipo Manhattan. Per modellizzare il traffico utilizzeremo un sistema dinamico, nel quale la velocità ottimale si basa sulla relazione del Diagramma Fondamentale postulato da Greenshields (1935).

Gestione del copyright nel tool autore AContent.

Con l’avvento di Internet, potentissimo strumento tecnologico di diffusione di informazioni e di comunicazione a distanza, anche le modalità di apprendimento sono cambiate: persino nelle scuole si tende a non utilizzare più i classici libri di testo, ma ad utilizzare dispositivi dai quali scaricare in formato elettronico, libri, dispense, test, video ed ogni altro genere di materiale di apprendimento, dando vita a un vero e proprio nuovo modo di apprendere chiamato E-learning, più veloce, comodo e ricco di alternative rispetto al vecchio modello offline che si presentava sottoforma di floppy inizialmente e poi di CD-ROM. E-learning significa, electronic based learning, ed è appunto una vera e propria metodologia di didattica che sfrutta e viene facilitata da risorse e servizi disponibili e accessibili virtualmente in rete. Al momento vi sono numerose piattaforme di E-learning, una delle quali è il nucleo di questa tesi, ovvero il tool autore AContent. Questo documento di tesi, infatti, raccoglie la descrizione della progettazione e della fase implementativa della gestione delle politiche di copyright per il tool AContent. L’obbiettivo è quello di rendere possibile l’assegnazione di un copyright a qualsiasi tipo di materiale didattico venga creato, caricato e/o condiviso sulla piattaforma in questione. Pertanto l’idea è stata quella di dare la possibilità di scegliere fra più copyright preimpostati, utilizzando degli standard di licenze riguardanti i diritti d’autore, lasciando anche l’opportunità di inserire la propria politica.

Segmentazione automatica dell'atrio sinistro e valutazione della fibrosi atriale in risonanza magnetica

Questo lavoro di tesi si è svolto in collaborazione con le Unità Operative di Cardiologia e di Radiologia dell’ospedale “M. Bufalini” di Cesena e della St. Jude Medical, Inc., con l’obiettivo di sviluppare e implementare un metodo per l’identificazione e la valutazione della fibrosi atriale mediante risonanza magnetica in pazienti con fibrillazione atriale, candidati a procedura di ablazione. I pazienti sono stati sottoposti all’esame di risonanza magnetica (RM) angio per la valutazione della morfologia atriale e alla DE-MRI per l’identificazione e la visualizzazione delle zone di alto enhancement sulla struttura 3D dell’atrio sinistro, ossia le zone di alta intensità corrispondenti alla fibrosi. La struttura anatomica è utile all’elettrofisiologo per conoscere la morfologia dell’atrio e delle vene polmonari, permettendo quindi di minimizzare l’uso della fluoroscopia durante la procedura di ablazione. La conoscenza dei siti e della quantificazione della fibrosi è vantaggiosa per il medico per la pianificazione preoperatoria, in quanto nei pazienti con molta fibrosi non è sufficiente l’isolamento delle vene polmonari, ma si ottengono risultati migliori effettuando un’ablazione estensiva della parete atriale. Inoltre gli studi in letteratura hanno dimostrato che i pazienti con un’estensione di fibrosi superiore al 35% della superficie atriale, hanno una probabilità superiore al 50% di soffrire nuovamente di fibrillazione atriale dopo la procedura di ablazione; lo studio della fibrosi atriale vuole quindi essere un metodo per predire se l’ablazione avrà successo, oppure se è preferibile seguire indicazioni terapeutiche diverse. Il primo passo di questo lavoro è stata la registrazione delle immagini angio-RM e DE-MR mediante il software VolView. Successivamente si è implementato un programma in Matlab per segmentare in modo automatico l’atrio sinistro e si è visualizzata la struttura tridimensionale con la mappa cromatica della fibrosi utilizzando il software ParaView. Infine per validare questo lavoro si è effettuato un confronto qualitativo dei risultati ottenuti con il mappaggio elettro-anatomico acquisito mediante il sistema EnSite Velocity della St. Jude Medical, Inc. durante la procedura di ablazione transcatetere. Per eseguire questo confronto è stato necessario interfacciare il nostro lavoro con il sistema EnSite Velocity, con lo scopo di riuscire a visualizzare le mappe elettro-anatomiche sul nostro sistema e di importare la nostra struttura anatomica nel loro.

Fattori eziologici della Sindrome del Tunnel Carpale: una revisione sistematica con meta-analisi degli studi analitici

OBIETTIVO: sintetizzare le evidenze disponibili sulla relazione tra i fattori di rischio (personali e lavorativi) e l’insorgenza della Sindrome del Tunnel Carpale (STC). METODI: è stata condotta una revisione sistematica della letteratura su database elettronici considerando gli studi caso-controllo e di coorte. Abbiamo valutato la qualità del reporting degli studi con la checklist STROBE. Le stime studio-specifiche sono state espresse come OR (IC95%) e combinate con una meta-analisi condotta con un modello a effetti casuali. La presenza di eventuali bias di pubblicazione è stata valutata osservando l’asimmetria del funnel plot e con il test di Egger. RISULTATI: Sono stati selezionati 29 studi di cui 19 inseriti nella meta-analisi: 13 studi caso-controllo e 6 di coorte. La meta-analisi ha mostrato un aumento significativo di casi di STC tra i soggetti obesi sia negli studi caso-controllo [OR 2,4 (1,9-3,1); I(2)=70,7%] che in quelli di coorte [OR 2,0 (1,6-2,7); I(2)=0%]. L'eterogeneità totale era significativa (I(2)=59,6%). Risultati simili si sono ottenuti per i diabetici e soggetti affetti da malattie della tiroide. L’esposizione al fumo non era associata alla STC sia negli studi caso-controllo [OR 0,7 (0,4-1,1); I(2)=83,2%] che di coorte [OR 0,8 (0,6-1,2); I(2)=45,8%]. A causa delle molteplici modalità di valutazione non è stato possibile calcolare una stima combinata delle esposizioni professionali con tecniche meta-analitiche. Dalla revisione, è risultato che STC è associata con: esposizione a vibrazioni, movimenti ripetitivi e posture incongrue di mano-polso. CONCLUSIONI: I risultati della revisione sistematica confermano le evidenze dell'esistenza di un'associazione tra fattori di rischio personali e STC. Nonostante la diversa qualità dei dati sull'esposizione e le differenze degli effetti dei disegni di studio, i nostri risultati indicano elementi di prova sufficienti di un legame tra fattori di rischio professionali e STC. La misurazione dell'esposizione soprattutto per i fattori di rischio professionali, è un obiettivo necessario per studi futuri.

Unione Europea e sanità

La tesi di dottorato "Unione Europea e Sanità" è uno studio sistematico del diritto alla salute e della protezione della sanità pubblica nell'ordinamento giuridico dell'Unione Europea. Il primo capitolo analizza le competenze sanitarie dell'Unione Europea, introdotte per la prima volta dal Trattato di Maastricht e definitivamente sistemate all'art. 168 TFUE. La norma identifica alcuni settori specifici nei quali l'Unione può agire e altri, quali l'organizzazione dei sistemi sanitari e la fornitura di cure mediche, che rimangono in capo agli Stati membri. Il secondo capitolo esamina le deroghe e le esigenze imperative connesse alla salvaguardia della salute nel mercato interno ed è suddiviso in tre sezioni dedicate alla libera circolazione delle merci, al diritto di stabilimento e alla libera prestazione dei servizi. Nella prima ci si è occupati dello sviluppo della legislazione farmaceutica. Nella seconda si sono analizzati il mutuo riconoscimento delle qualifiche professionali e le legislazioni statali che restringono il diritto di stabilimento degli operatori sanitari transfrontalieri. Nella terza si è rivolta l'attenzione alla mobilità dei pazienti che, attraverso la giurisprudenza della Corte di Giustizia, è stata trasfusa in un atto di diritto derivato. Il terzo capitolo si concentra sul ruolo del diritto alla salute nell'ordinamento giuridico dell'Unione Europea in considerazione del valore vincolante della Carta dei diritti fondamentali. Coerentemente, si è scelto di mantenere una struttura tripartita. Nella prima sezione, ci si interroga sull'esistenza di tale diritto alla luce dei pochi casi presenti. Nella seconda, lo si analizza per il tramite delle obbligazioni di proteggere, rispettare ed adempiere, enucleate attraverso alcuni strumenti internazionali e si verifica il ruolo del principio di non discriminazione in relazione all'accesso alle cure. Nella terza, infine, si verifica il ruolo del consenso informato rispetto alla sperimentazione clinica ed alla donazione di materiale biologico.

Re_interpretare per vivere. Una nuova unita per s. Maria della misericordia a venezia.

La scelta di Venezia come ambito operativo rientra nella volontà di confrontarsi con il tema del riuso della preesistenza all'interno della città storica. Contemporaneamente ad una permanenza nella città lagunare, la ricerca si è sviluppata sia secondo il fronte teorico che secondo quello progettuale, aventi entrambi per scopo la ricerca di un possibile ambito operativo della storia all'interno del progetto contemporaneo di architettura. Convinti che i problemi dell'oggi siano soltanto riedizioni "moderne" di quelli relativi a secoli precedenti, l'esercizio interpretativo dell'ex unità conventuale di S.Maria della Misericordia a Venezia persegue l'obbiettivo di testare metodi alternativi rispetto agli atteggiamenti estremamente conservativi imperanti nella città storica. La Storia intesa quindi come eterna mutazione, fornisce la base per un metodo basato sulla reinterpretazione della vita all'interno di un luogo come atto progettuale, al fine di generare una nuova unità tra l'uomo contemporaneo ed il contesto stratificato.

Metodi numerici per problemi non lineari in tomosintesi multienergia

La tomosintesi digitale computerizzata è una particolare tecnica che permette di ricostruire una rappresentazione 3D di un oggetto, con un numero finito di proiezioni su un range angolare limitato, sfruttando le convenzionali attrezzature digitali a raggi X. In questa tesi è stato descritto un modello matematico per la ricostruzione dell’immagine della mammella nella tomosintesi digitale polienergetica che tiene conto della varietà di materiali che compongono l’oggetto e della natura polienergetica del fascio di raggi X. Utilizzando questo modello polienergetico-multimateriale, la ricostruzione dell’immagine di tomosintesi è stata ricondotta alla formulazione di un problema dei minimi quadrati non lineare su larga scala e risolverlo ha permesso la ricostruzione delle percentuali dei materiali del volume assegnato. Nelle sperimentazioni sono stati implementati il metodo del gradiente, il metodo di Gauss-Newton ed il metodo di Gauss-Newton CGLS. E' stato anche utilizzato l’algoritmo trust region reflective implementato nella funzione lsqnonlin di MATLAB. Il problema della ricostruzione dell'immagine di tomosintesi è stato risolto utilizzando questi quattro metodi ed i risultati ottenuti sono stati confrontati tra di loro.

La funzione limitatrice dei principi - valori costituzionali nella giurisprudenza costituzionale. Riflessi ed implicazioni sulla legalità penale

La tesi di ricerca si propone di indagare il riflesso che i principi/valori producono sul parametro nel sindacato di legittimità costituzionale, al fine di verificarne le implicazioni sulla legalità, in termini di prevedibilità e certezza. In particolare, delineata la connessione tra principi e valori costituzionali e, ricostruito, secondo la teoria dell'ordinamento, il rapporto tra valori e normatività,si analizzano i riflessi prodotti, sul piano interpretativo, dall’apertura del parametro costituzionale alla logica dei valori, enfatizzandone le ricadute sul controllo di costituzionalità delle leggi. Identificato il nesso tra principi e valori nella capacità funzionale dei primi di realizzare i diritti fondamentali, si è inteso rimarcare come la più estesa realizzazione dei principi-valori costituzionali potrebbe compiersi a spese della legge e della certezza del diritto, in una relazione inversamente proporzionale. Ciò apparirebbe evidente dall’ottica privilegiata della materia penale, per cui una legalità materiale, letta alla luce di criteri di adeguatezza e di ragionevole proporzione, seppur vicina alle esigenze di giustizia del caso concreto, se spinta in eccessi interpretativi rischia di invadere il campo del legislatore, unico deputato a compiere scelte di valore.