Anelastic Relaxation Measurements in Nb-46wt%Ti Alloys with Interstitial Solutes in Solid Solution

Anelastic relaxation measurements were performed in a Nb-46wt%Ti alloy, in the temperature range of 300 to 700 K, using a torsion pendulum operating at an oscillating frequency near 2.0 Hz. The samples were measured in different conditions: cold worked, annealed in ultra-high vacuum and doped with several quantities of nitrogen. The relaxation spectra obtained were resolved into their component peaks, corresponding to the different kinds of interaction of the interstitial solutes with the metallic matrix. The relaxation parameters of each process were calculated using Debye's elementary peaks.

pH dependence of the progression in NMR T-2 relaxation times in post-mortem muscle

Continuous NMR T-2 relaxation measurements were carried out on seven rabbit longissimus muscle samples in the period from 25 min to 28 h post-mortem at 200 MHz for H-1. To display differences in post-mortern pH progress and extent of changes in water characteristics during conversion of muscle to meat, three of the seven animals were pre-slaughter injected with adrenaline (0.5 mg/kg live weight 4 h before sacrifice) to differentiate muscle glycogen stores at the time of slaughter. Distributed analysis of T-2 data displayed clear differences in the characteristics of the various transverse relaxation components dependent on progress in pH, as did the water-holding capacity of samples 24 h postmortem. This reveals a pronounced effect of the progressive change in pH on the subsequent development in physical/chemical states of water during the conversion of muscle to meat. Finally, the relaxation characteristics are discussed in relation to supposed post-mortem processes of protein denaturation.

Magnetic field scaling of relaxation curves in small particle systems

We study the effects of the magnetic field on the relaxation of the magnetization of smallmonodomain noninteracting particles with random orientations and distribution of anisotropyconstants. Starting from a master equation, we build up an expression for the time dependence of themagnetization which takes into account thermal activation only over barriers separating energyminima, which, in our model, can be computed exactly from analytical expressions. Numericalcalculations of the relaxation curves for different distribution widths, and under different magneticfields H and temperatures T, have been performed. We show how a T ln(t/t0) scaling of the curves,at different T and for a given H, can be carried out after proper normalization of the data to theequilibrium magnetization. The resulting master curves are shown to be closely related to what wecall effective energy barrier distributions, which, in our model, can be computed exactly fromanalytical expressions. The concept of effective distribution serves us as a basis for finding a scalingvariable to scale relaxation curves at different H and a given T, thus showing that the fielddependence of energy barriers can be also extracted from relaxation measurements.

Relaxation of the electrical resistivity in Cr-doped Nd(0.5)Ca(0.5)MnO(3) single crystals

We have performed a systematic study of the time and temperature dependencies of the electrical resistivity (rho(T, t)) inNd(0.5)Ca(0.5)Mn(1-x)Cr(x)O(3) single crystals with x = 0.02 and 0.07 in order to examine the dynamics of the phase separation. The relaxation effects can be described by the combination of a rapid exponential increase/decrease with a slower logarithmic contribution at longer times. The experimental results suggest the existence of a large temperature window in which huge relaxation effects occur, and the relative fraction of the coexisting phases rapidly changes as a function of time, depending on the initial magnetic state of the sample. The rho(T, t) relaxation measurements were shown to be a suitable tool for probing the dynamical nature of the phase separation, in which magnetically distinct phases compete against each other in a wide temperature range. In addition, the features observed in the rho(T, t) curves were found to be in excellent agreement with both the magnetic properties and the structural transitions observed in these manganites.

Electrical relaxation in proton conductor composites based on (NH4)H2PO4/TiO2

We report on electrical relaxation measurements of (1-x)NH4H2PO4-xTiO(2) (x = 0.1) composites by admittance spectroscopy, in the 40-Hz-5-MHz frequency range and at temperatures between 303 and 563 K. Simultaneous thermal and electrical measurements on the composites identify a stable crystalline phase between 373 and 463 K. The real part of the conductivity, sigma', shows a power-law frequency dependence below 523 K, which is well described by Jonscher's expression sigma' = sigma(0)(1 + (omega/omega(p))(n)), where sigma(0) is the dc conductivity, omega(p)/2 pi = f(p) is a characteristic relaxation frequency, and n is a fractional exponent between 0 and 1. Both sigma(0) and f(p) are thermally activated with nearly the same activation energy in the II region, indicating that the dispersive conductivity originates from the migration of protons. However, activation energies decrease from 0.55 to 0.35 eV and n increases toward 1.0, as the concentration of TiO2 nanoparticles increases, thus, enhancing cooperative correlation among moving ions. The highest dc conductivity is obtained for the composite x = 0.05 concentration, with values above room temperature about three orders of magnitude higher than that of crystalline NH4H2PO4 (ADP), reaching values on the order of 0.1 (Omega cm)(-1) above 543 K.

Oxygen mobility in Bi:Sr:Ca:Cu:O ceramic measured using anelastic relaxation methods

Since the discovery of YBaCuO, experiments have shown that its superconducting properties are strongly affected by the oxygen content. More recently, anelastic relaxation measurements in La2CuO4+δ, showed that the decrease in the oxygen content can be related to two events. One is the decrease in mobility between two adjacent CuO planes, and the other is the increase in the number of tilting patterns of the CuO6 octahedra. In the case of the bismuth-based ceramic, it is known that the oxygen content, within some limits, does not affect its superconducting properties. In order to evaluate the mobility and the effect of the oxygen content on this material we have prepared BSCCO ceramic and tested regarding its internal friction and electrical resistivity as a function of the temperature while the oxygen content was being reduced by a sequence of vacuum annelaing at 620 K. The samples were prepared in the Bi:Sr:Ca:Cu = 2212 and 2223 proportion, using powder obtained by the sol-gel route and conventional solid state reaction. The anelastic relaxation measurements were performed using a torsion pendulum operating with frequency about 15-35 Hz between 77 to 700 K. The diffraction pattern of the as sintered and the vacuum annealed material were also presented. The results have shown complex anelastic relaxation structures that were associated to the jump of interstitial oxygen atoms between two adjacent CuO planes. The vacuum annealing showed to be deleterious to the critical temperature of the superconducting ceramic.

The states, diffusion, and concentration distribution of water in radiation-formed PVA/PVP hydrogels

Hydrogels with various compositions of polyvinyl alcohol (PVA) and poly(1-vinyl-2-pyrrolidinone) (PVP) were prepared by irradiating mixtures of PVA and PVP in aqueous solutions with gamma-rays from Co-60 sources at room temperature. The states of water in the hydrogels were characterized using DSC and NMR T-2 relaxation measurements and the kinetics of water diffusion in the hydrogels were studied by sorption experiments and NMR imaging. The DSC endothermic peaks in the temperature range -10 to +10 degrees C implied that there are at least two kinds of freezable water present in the matrix. The difference between the total water content and the freezable water content was refer-red to as bound water, which is not freezable. The weight fraction of water at which only nonfreezable water is present in a hydrogel with F-VP = 0.19 has been estimated to be g(H2O)/g(Polymer) = 0.375. From water sorption experiments, it was demonstrated that the early stage of the diffusion of water into the hydrogels was Fickian. A curve-fit of the early-stage experimental data to the Fickian model allowed determination of the water diffusion coefficient, which was found to lie between 1.5 x 10(-11) m(2) s(-1) and 4.5 x 10(-11) m(2) s(-1), depending on the polymer composition, the cross-link density, and the temperature. It was also found that the energy barrier for diffusion of water molecules into PVA/PVP hydrogels was approximate to 24 kJ mol(-1). Additionally, the diffusion coefficients determined from NMR imaging of the volumetric swelling of the gels agreed well with the results obtained by the mass sorption method.

Ring flexibility within tricyclic antidepressant drugs

The internal flexibility of the central seven-membered ring of a series of tricyclic antidepressant drugs (TCAs), imipramine {l}, amitriptyline {2}, doxepin {3}, and dothiepin {4}, has been investigated by H-1 and C-13 nuclear magnetic (NMR) techniques. Two dynamic processes were examined: ring inversion and bridge flexing. H-1 NMR lineshape analysis was used to obtain ring inversion barriers for 2-4. These studies yielded energy barriers of 14.3, 16.7, and 15.7 +/- 0.6 kcal/mol for the hydrochloride salts of doxepin, dothiepin, and amitriptyline, respectively. The barriers for the corresponding free bases were lower by 0.6 kcal/mol on average. (CT1)-C-13 relaxation measurements were used to determine the degree of bridge flexing associated with the central seven-membered ring for all four compounds. By fitting the T-1 data to a two-state jump model, lifetimes and amplitudes of rapid bridge flexing motions were determined. The results show that imipramine has the fastest rate of bridge flexing, followed by amitriptyline, doxepin, and dothiepin. The pharmacological profiles of the TCAs are complex and they interact with many receptor sites, resulting in numerous side effects and a general lack of understanding of their precise mode of action in different anxiety-related disorders. They all have similar three-dimensional structures, which makes it difficult to rationalize their differing relative potency in different assays/clinical settings. However, the clear finding here that there are significantly different degrees of internal mobility suggests that molecular dynamics should be an additional factor considered when trying to understand the mode of action of this clinically important family of molecules. (C) 2001 Wiley-Liss, Inc. and the American Pharmaceutical Association J Pharm Sci 90:713-721, 2001.

Spectroscopic characterization of a novel 2 /[4Fe /4S] ferredoxin isolated from Desulfovibrio desulfuricans ATCC 27774

Inorganica Chimica Acta 356 (2003) 215-221

Quantum tunneling of vortices in the Tl2CaBa2Cu2O8 superconductor

Magnetic-relaxation measurements of a Tl-based high-Tc superconductor show temperature-independent flux creep below 6 K. The effect is analyzed in terms of the overdamped quantum diffusion of two-dimensional vortices. Good agreement between theory and experiment is found.

PCC-täyteaineen vaikutus hienopaperin lujuuskäyttäytymiseen nopeassa vetokuormituksessa

Raaka-ainekustannusten minimoimiseksi hienopaperin valmistajat pyrkivät jatkuvasti vähentämään massan havuselluosuutta ja lisäämään paperin täyteainepitoisuutta. PCC:n käyttö hienopaperin täyteaineena on kasvanut viimeisen kymmenen vuoden aikana voimakkaasti. PCC:n etuna on sen joustava valmistusprosessi, jonka olosuhteita säätelemällä voidaan valmistaa hyvin erilaisia tuotteita. PCC:n ominaisuudet, kuten partikkelikoko ja kidemuoto vaikuttavat merkittävästi paperin reologisiin ominaisuuksiin. Täyteaineen vaikutus paperin lujuusominaisuuksiin riippuu oleellisesti siitä, miten täyteaine sijoittuu kuituverkostossa. Lisäksi paperikoneen ajettavuuden turvaamiseksi täyteaineretention tulisi olla riittävän korkealla tasolla. Täyteaineen retentoituminen on hyvin riippuvainen kuitumateriaalin ja täyteaineen ominaisuuksista. Täyteainepitoisuuden lisääminen ja havusellun vähentäminen heikentävät hienopaperin reologisia ominaisuuksia ja vaikuttavat negatiivisesti paperikoneen ajettavuuteen. Varsinkin rainan siirto avoimella viennillä puristinosalta kuivatusosalle voi muodostua ajettavuuden kannalta kriittiseksi kohdaksi. Tämän vuoksi on tärkeää tuntea irrotustapahtumaan ja rainan kireyteen vaikuttavat tekijät. Märän rainan lujuuskäyttäytymistä voidaan tutkia esim. laboratorioarkeista tehtävillä vetolujuus- ja jännitysrelaksaatiomittauksilla. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin kahden erityyppisen PCC-täyteaineen vaikutusta hienopaperin vetolujuus- ja relaksaatiokäyttäytymiseen nopeassa vetokuormituksessa. Täyteainepitoisuuden kasvaessa sekä märän että kuivan paperin vetolujuus ja relaksaatiokireys heikkenivät voimakkaasti. Täyteaine myös vähensi havuselluosuuden vaikutusta näihin ominaisuuksiin. PCC:n ominaisuuksilla voitiin hieman vaikuttaa hienopaperin reologisiin ominaisuuksiin, joskin niiden kannalta edullisempi täyteaine antoi paperille huonommat optiset ominaisuudet. Kuiva-ainepitoisuuden kasvaessa paperin vetolujuus ja relaksaatiokireys paranivat eksponentiaalisesti. Tämän perusteella täyteainetyypin vaikutus vedenpoistoon on paperin reologisten ominaisuuksien kannalta tärkeä tekijä.

Analysis of the esophagogastric junction using the 3D high resolution manometry

Contexte & Objectifs : La manométrie perfusée conventionnelle et la manométrie haute résolution (HRM) ont permis le développement d’une variété de paramètres pour mieux comprendre la motilité de l'œsophage et quantifier les caractéristiques de la jonction œsophago-gastrique (JOG). Cependant, l'anatomie de la JOG est complexe et les enregistrements de manométrie détectent à la fois la pression des structures intrinsèques et des structures extrinsèques à l'œsophage. Ces différents composants ont des rôles distincts au niveau de la JOG. Les pressions dominantes ainsi détectées au niveau de la JOG sont attribuables au sphincter œsophagien inférieur (SOI) et aux piliers du diaphragme (CD), mais aucune des technologies manométriques actuelles n’est capable de distinguer ces différents composants de la JOG. Lorsqu’on analyse les caractéristiques de la JOG au repos, celle ci se comporte avant tout comme une barrière antireflux. Les paramètres manométriques les plus couramment utilisés dans ce but sont la longueur de la JOG et le point d’inversion respiratoire (RIP), défini comme le lieu où le pic de la courbe de pression inspiratoire change de positif (dans l’abdomen) à négatif (dans le thorax), lors de la classique manœuvre de « pull-through ». Cependant, l'importance de ces mesures reste marginale comme en témoigne une récente prise de position de l’American Gastroenterology Association Institute (AGAI) (1) qui concluait que « le rôle actuel de la manométrie dans le reflux gastro-œsophagien (RGO) est d'exclure les troubles moteurs comme cause des symptômes présentés par la patient ». Lors de la déglutition, la mesure objective de la relaxation de la JOG est la pression de relaxation intégrée (IRP), qui permet de faire la distinction entre une relaxation normale et une relaxation anormale de la JOG. Toutefois, puisque la HRM utilise des pressions moyennes à chaque niveau de capteurs, certaines études de manométrie laissent suggérer qu’il existe une zone de haute pression persistante au niveau de la JOG même si un transit est mis en évidence en vidéofluoroscopie. Récemment, la manométrie haute résolution « 3D » (3D-HRM) a été développée (Given Imaging, Duluth, GA) avec le potentiel de simplifier l'évaluation de la morphologie et de la physiologie de la JOG. Le segment « 3D » de ce cathéter de HRM permet l'enregistrement de la pression à la fois de façon axiale et radiale tout en maintenant une position fixe de la sonde, et évitant ainsi la manœuvre de « pull-through ». Par conséquent, la 3D-HRM devrait permettre la mesure de paramètres importants de la JOG tels que sa longueur et le RIP. Les données extraites de l'enregistrement fait par 3D-HRM permettraient également de différencier les signaux de pression attribuables au SOI des éléments qui l’entourent. De plus, l’enregistrement des pressions de façon radiaire permettrait d’enregistrer la pression minimale de chaque niveau de capteurs et devrait corriger cette zone de haute pression parfois persistante lors la déglutition. Ainsi, les objectifs de ce travail étaient: 1) de décrire la morphologie de la JOG au repos en tant que barrière antireflux, en comparant les mesures effectuées avec la 3D-HRM en temps réel, par rapport à celle simulées lors d’une manœuvre de « pull-through » et de déterminer quelles sont les signatures des pressions attribuables au SOI et au diaphragme; 2) d’évaluer la relaxation de la JOG pendant la déglutition en testant l'hypothèse selon laquelle la 3D-HRM permet le développement d’un nouveau paradigme (appelé « 3D eSleeve ») pour le calcul de l’IRP, fondé sur l’utilisation de la pression radiale minimale à chaque niveau de capteur de pression le long de la JOG. Ce nouveau paradigme sera comparé à une étude de transit en vidéofluoroscopie pour évaluer le gradient de pression à travers la JOG. Méthodes : Nous avons utilisé un cathéter 3D-HRM, qui incorpore un segment dit « 3D » de 9 cm au sein d’un cathéter HRM par ailleurs standard. Le segment 3D est composé de 12 niveaux (espacés de 7.5mm) de 8 capteurs de pression disposés radialement, soit un total de 96 capteurs. Neuf volontaires ont été étudiés au repos, où des enregistrements ont été effectués en temps réel et pendant une manœuvre de « pull-through » du segment 3D (mobilisation successive du cathéter de 5 mm, pour que le segment 3D se déplace le long de la JOG). Les mesures de la longueur du SOI et la détermination du RIP ont été réalisées. La longueur de la JOG a été mesurée lors du « pull-through » en utilisant 4 capteurs du segment 3D dispersés radialement et les marges de la JOG ont été définies par une augmentation de la pression de 2 mmHg par rapport à la pression gastrique ou de l’œsophage. Pour le calcul en temps réel, les limites distale et proximale de la JOG ont été définies par une augmentation de pression circonférentielle de 2 mmHg par rapport à la pression de l'estomac. Le RIP a été déterminée, A) dans le mode de tracé conventionnel avec la méthode du « pull-through » [le RIP est la valeur moyenne de 4 mesures] et B) en position fixe, dans le mode de représentation topographique de la pression de l’œsophage, en utilisant l’outil logiciel pour déterminer le point d'inversion de la pression (PIP). Pour l'étude de la relaxation de la JOG lors de la déglutition, 25 volontaires ont été étudiés et ont subi 3 études de manométrie (10 déglutitions de 5ml d’eau) en position couchée avec un cathéter HRM standard et un cathéter 3D-HRM. Avec la 3D-HRM, l’analyse a été effectuée une fois avec le segment 3D et une fois avec une partie non 3D du cathéter (capteurs standard de HRM). Ainsi, pour chaque individu, l'IRP a été calculée de quatre façons: 1) avec la méthode conventionnelle en utilisant le cathéter HRM standard, 2) avec la méthode conventionnelle en utilisant le segment standard du cathéter 3D-HRM, 3) avec la méthode conventionnelle en utilisant le segment « 3D » du cathéter 3D-HRM, et 4) avec le nouveau paradigme (3D eSleeve) qui recueille la pression minimale de chaque niveau de capteurs (segment 3D). Quatorze autres sujets ont subi une vidéofluoroscopie simultanée à l’étude de manométrie avec le cathéter 3D-HRM. Les données de pression ont été exportés vers MATLAB ™ et quatre pressions ont été mesurées simultanément : 1) la pression du corps de l’œsophage, 2cm au-dessus de la JOG, 2) la pression intragastrique, 3) la pression radiale moyenne de la JOG (pression du eSleeve) et 4) la pression de la JOG en utilisant la pression minimale de chaque niveau de capteurs (pression du 3D eSleeve). Ces données ont permis de déterminer le temps permissif d'écoulement du bolus (FPT), caractérisé par la période au cours de laquelle un gradient de pression existe à travers la JOG (pression œsophagienne > pression de relaxation de la JOG > pression gastrique). La présence ou l'absence du bolus en vidéofluoroscopie et le FPT ont été codés avec des valeurs dichotomiques pour chaque période de 0,1 s. Nous avons alors calculé la sensibilité et la spécificité correspondant à la valeur du FPT pour la pression du eSleeve et pour la pression du 3D eSleeve, avec la vidéofluoroscopie pour référence. Résultats : Les enregistrements avec la 3D-HRM laissent suggérer que la longueur du sphincter évaluée avec la méthode du « pull-through » était grandement exagéré en incorporant dans la mesure du SOI les signaux de pression extrinsèques à l’œsophage, asymétriques et attribuables aux piliers du diaphragme et aux structures vasculaires. L’enregistrement en temps réel a permis de constater que les principaux constituants de la pression de la JOG au repos étaient attribuables au diaphragme. L’IRP calculé avec le nouveau paradigme 3D eSleeve était significativement inférieur à tous les autres calculs d'IRP avec une limite supérieure de la normale de 12 mmHg contre 17 mmHg pour l’IRP calculé avec la HRM standard. La sensibilité (0,78) et la spécificité (0,88) du 3D eSleeve étaient meilleurs que le eSleeve standard (0,55 et 0,85 respectivement) pour prédire le FPT par rapport à la vidéofluoroscopie. Discussion et conclusion : Nos observations suggèrent que la 3D-HRM permet l'enregistrement en temps réel des attributs de la JOG, facilitant l'analyse des constituants responsables de sa fonction au repos en tant que barrière antireflux. La résolution spatiale axiale et radiale du segment « 3D » pourrait permettre de poursuivre cette étude pour quantifier les signaux de pression de la JOG attribuable au SOI et aux structures extrinsèques (diaphragme et artéfacts vasculaires). Ces attributs du cathéter 3D-HRM suggèrent qu'il s'agit d'un nouvel outil prometteur pour l'étude de la physiopathologie du RGO. Au cours de la déglutition, nous avons évalué la faisabilité d’améliorer la mesure de l’IRP en utilisant ce nouveau cathéter de manométrie 3D avec un nouveau paradigme (3D eSleeve) basé sur l’utilisation de la pression radiale minimale à chaque niveau de capteurs de pression. Nos résultats suggèrent que cette approche est plus précise que celle de la manométrie haute résolution standard. La 3D-HRM devrait certainement améliorer la précision des mesures de relaxation de la JOG et cela devrait avoir un impact sur la recherche pour modéliser la JOG au cours de la déglutition et dans le RGO.

Self-assembly of two-component gels: stoichiometric control and component selection

Two-component systems capable of self-assembling into soft gel-phase materials are of considerable interest due to their tunability and versatility. This paper investigates two-component gels based on a combination of a L-lysine-based dendron and a rigid diamine spacer (1,4-diaminobenzene or 1,4-diaminocyclohexane). The networked gelator was investigated using thermal measurements, circular dichroism, NMR spectroscopy and small angle neutron scattering (SANS) giving insight into the macroscopic properties, nanostructure and molecular-scale organisation. Surprisingly, all of these techniques confirmed that irrespective of the molar ratio of the components employed, the "solid-like" gel network always consisted of a 1:1 mixture of dendron/diamine. Additionally, the gel network was able to tolerate a significant excess of diamine in the "liquid-like" phase before being disrupted. In the light of this observation, we investigated the ability of the gel network structure to evolve from mixtures of different aromatic diamines present in excess. We found that these two-component gels assembled in a component-selective manner, with the dendron preferentially recognising 1,4-diaminobenzene (>70%). when similar competitor diamines (1,2- and 1,3-diaminobenzene) are present. Furthermore, NMR relaxation measurements demonstrated that the gel based oil 1,4-diaminobenzene was better able to form a selective ternary complex with pyrene than the gel based oil 1,4-diaminocyclohexane, indicative of controlled and selective pi-pi interactions within a three-component assembly. As such, the results ill this paper demonstrate how component selection processes in two-component gel systems call control hierarchical self-assembly.