Dynamics of Fluid Vesicles in Shear Flow: Effect of Membrane Viscosity and Thermal Fluctuations

The dynamical behavior of vesicles is investigated in simple shear flow. A simulation technique is presented that combines a three-dimensional particle-based mesoscopic model (multiparticle collision dynamics) for the solvent with a dynamically triangulated surface model for the membrane. In this model, thermal fluctuations of the solvent and of the membrane are consistently taken into account. The membrane viscosity can be varied by changing the bond-flip rate of the dynamically triangulated surface. Vesicles are found to transit from steady tank-treading to unsteady tumbling motion with increasing membrane viscosity. At small reduced volumes, the shear induces a transformation from a discocyte to a prolate shape at low membrane viscosity. On the other hand, at high membrane viscosity, the shear induces a transformation from prolate to discocyte, or tumbling motion accompanied by shape oscillations between these two states. Thermal fluctuations induce intermittent tumbling and smooth out the transitions. This effect can be understood from a simplified stochastic model

El problema de la crisis energetica en el Peru: contratos petroleros, precios de combustibles y otros temas afines

This article has the dual purpose of explaining the nature of the energy crisis in Peru and of contributing towards placing the actual debate on this matter in perspective. To that effect, the author proposes the use of three basic principies in the fleld of energy economics which, according to his judgment, are essential both for the study of the problem as well as for establishing rational criterio for the decision making process. In the light of such principies, the problem-crisis of oil reserves is examined and the succesive stages needed to reach a solution are analyzed. So, answers are sought for questions such as: should domestic production be geared to domestic energy demand or to the needs to generate foreign exchange?, what are the ways and conditions that should norm the process of oil extraction, i.e., how should the revenues generated by the production of oil be distributed between the State and foreign capital? Lastly, the author comments on the use of diesel in the generation of hydrotermal electricity and calis for its replacement with more abundant and less expensive materials such as heavy oil or coal.​El presente artículo tiene como propósito dilucidar la naturaleza de la crisis energética en el Perú y contribuir a ordenar los términos del debate actual sobre dicha materia. Pora ello, el autor propone el empleo de tres principios básicos de la economía de la energía, que a su juicio, resultan esenciales, tanto para el estudio del problema como para el establecimiento de criterios racionales en el proceso de toma de decisiones. A la luz de tales principios, se examinan el problema-crisis de las reservas petroleras y las etapas por las que debe pasar su solución. Así, se trata de dar respuesta a interrogantes tales como: ¿se debe producir para cubrir la demanda interna de energía o para generar divisas? ¿con qué métodos y bajo qué condiciones se debe realizar la extracción de petróleo, es decir, cómo debe distribuirse la renta petrolera entre el Estado y el capital extranjero? Finalmente, el autor discute el esquema de desarrollo hidro-térmico para generar electricidad basado en la utilización del diesel, proponiendo su reemplazo por recursos más baratos y abundantes como el residual o carbón

Digitale Teilhabemöglichkeiten von Menschen mit intellektuellen Beeinträchtigungen im Wohnkontext

Die Nutzung des Internets und digitaler Endgeräte nimmt in unserer heutigen, vernetzten Gesellschaft einen zentralen Stellenwert ein. Viele digitale Anwendungen und Aktivitäten sind aus unserem Alltag nicht mehr wegzudenken. Rechnungen können online bezahlt und Einkäufe mit dem Smartphone getätigt werden. Die Kommunikation über soziale Netzwerke, Instant Messenger-Diensten oder E-Mail ist zu einem selbstverständlichen Bestandteil unseres Lebens geworden. Aktuelle Studien zeigen jedoch, dass vor allem Menschen mit intellektuellen Beeinträchtigungen von diesen Chancen oftmals nicht profitieren. Die Gründe dafür sind vielfältig und reichen von fehlender Barrierefreiheit von Webseiten über weniger Zugangsmöglichkeiten zu technischen Endgeräten und geringen bis kaum vorhandenen Lese- und Schreibkompetenzen, welche die Bedienung und das Verständnis über die Nutzung digitaler Anwendungen und Endgeräte erschweren. In der Folge drohen nicht nur digitale Exklusionen, sondern auch soziale Benachteiligungen, welche oftmals ineinander übergehen und die Selbstbestimmung, Autonomie und Teilhabe dieser Menschen negativ beeinflussen. In der vorliegenden Dissertation stehen Menschen mit intellektuellen Beeinträchtigungen im Fokus, welche in Wohneinrichtungen (ambulant und stationär) leben. Es wird davon ausgegangen, dass Wohneinrichtungen einen starken Stigmatisierungscharakter aufweisen und die Teilhabechancen der Bewohnenden maßgeblich negativ beeinflussen. Das Ziel der Dissertation besteht darin, einen Beitrag zur Erklärung der Nutzung oder Nicht-Nutzung digitaler Medien durch die Bewohnenden in solchen Einrichtungen zu leisten, um Implikationen zur Schließung digitaler Spaltungen auf wissenschaftlicher, politischer und praktischer Ebene zu leisten. Drei Forschungsfragen leiten die wissenschaftliche Arbeit an, welche darauf abzielen, 1.) die aktuelle Nutzung digitaler Medien durch die Bewohnenden zu erfassen, 2.) Faktoren abzuleiten, welche die Nutzung und Akzeptanz in diesem Forschungskontext hemmen oder fördern und 3.) Implikationen auf den beschriebenen Ebenen ableiten. Um die Forschungsfragen zu beantworten, wurde ein Mix aus qualitativen und quantitativen Methoden gewählt, um die Perspektiven von Einrichtungsleitungen, Fachkräften und Bewohnenden zu erfassen. Dazu wurden insgesamt vier Studien durchgeführt, welche die Forschungsfragen aus den drei verschiedenen Perspektiven beleuchten sollen. Ergebnisse. Die Ergebnisse der Dissertation zeigen deutlich ein Spannungsfeld zwischen den Perspektiven der befragten Personen auf. Während sich für Bewohnende vielfältige Möglichkeiten und Chancen durch die Nutzung digitaler Endgeräte ergeben, sehen die Einrichtungsleitungen die Internetnutzung ihrer Bewohnenden teilweise sehr kritisch. Die befragten Fachkräfte schätzen ihre eigenen Medienkompetenzen als gut ein und sehen sich dazu in der Lage, den Bewohnenden bei Fragen und Problemen zur Seite zu stehen. Von den Bewohnenden hingegen wird die fehlende Unterstützung durch die Fachkräfte beklagt und Äußerungen über wahrgenommen Stigmatisierung getätigt. Die Dissertation zeigt auf den Ebenen der Mikro-, Meso- und Makroebene verschiedene Faktoren auf, welche sich derzeit größtenteils hemmend auf die digitalen Teilhabemöglichkeiten der Bewohnenden auswirken. Implikationen. Die Dissertation gibt einen Überblick über verschiedene Strategien zum Umgang mit den analysierten Herausforderungen, Ängsten und Barrieren. Diese Implikationen werden auf der wissenschaftlichen, politischen und praktischen Ebene eingeordnet und zusammenfassend diskutiert

Untersuchungen zum Einfluss von pH- und CO2-Stress auf Physiologie und Threoninproduktion von Escherichia coli

Das gramnegative Enterobakterium Escherichia coli ist nicht nur der bedeutendste mikrobielle Modellorganismus, sondern wird auch zur biotechnologischen Produktion einer Vielzahl von Substanzen, darunter der Aminosäure L-Threonin, eingesetzt. Sowohl in seinem natürlichen Habitat als auch während der Threoninproduktion ist E. coli verschiedenen Stresssituationen, wie Veränderungen des externen pH-Werts und der CO2-Konzentration, ausgesetzt. In dieser Arbeit wurde gezeigt, dass die Veränderung des externen pH-Werts in beide Richtungen eine drastische Verringerung von Wachstum und Produktivität der Zellen zur Folge hat. Während eine erhöhte CO2-Konzentration bei neutralem externen pH-Wert keinen Einfluss hatte, wurde durch die Kombination von niedrigem pH-Wert und erhöhter CO2-Konzentration die Threoninproduktion komplett inhibiert. E. coli besitzt eine effektive pH-Homöostase bei externen pH-Werten zwischen 5,5 und 9. In diesem Bereich wurde ein interner pH-Wert von 7 - 7,5 aufrechterhalten. Dabei wurde beobachtet, dass der Stammhintergrund und die Zusammensetzung des Mediums signifikante Veränderungen der pH-Resistenz zur Folge hatten. Aminosäure-Decarboxylasen und Transporter besitzen bei moderat niedrigen pH-Werten keine Bedeutung im Gegensatz zu Kaliumtransportsystemen, deren Einfluss in diesem Bereich bestätigt werden konnte. Die Aufgabe von Kationen-Protonen-Antiportern scheint auf die Natrium-Homöostase beschränkt zu sein. Es konnte festgestellt werden, dass sowohl bei niedrigem als auch bei hohem pH-Wert weitere, bisher unbekannte Komponenten an der pH-Homöostase beteiligt sein müssen. Die Untersuchung der Bildung von Acetat als Nebenprodukt der Threoninproduktion ergab, dass von den Zellen gebildetes Acetat im Gegensatz zu extern zugegebenem keinen Einfluss auf den internen pH-Wert von E. coli hat. CO2 hatte in hohen Konzentrationen bei Wildtyp und Produktionsstamm einen Zusammenbruch des pH-Gradienten zur Folge. Ein Mechanismus für die Wirkung von CO2 konnte vorgeschlagen werden. Darüber hinaus konnten Vorschläge zur Optimierung der Prozessbedingungen und der Stämme für die biotechnologische Produktion abgeleitet werden

Contribution de la combustion du bois à la qualité de l'air et étude de la réactivité atmosphérique des méthoxyphénols en chambre de simulation

One of the objectives of the Grenelle Environment Forum is to increase the quantity of the renewable energy up to 23% in the final energy consumption in France in 2020, to reduce fossil fuel consumption and thus restrict the level of greenhouse gas emissions. The wood-energy represents an alternative to fossil fuel, but it also a source of atmospheric pollutants. It is necessary to determine its potential contribution to the degradation of air quality (indoor and outdoor). During this PhD, my works focused on the study, in simulation chambers, of the atmospheric degradation of compounds emitted by wood combustion : the methoxyphenols. In the Laboratory of Physical Chemistry of the Atmosphere (LPCA) of the Universite of Littoral-Côte d’Opale (ULCO), tests were carried out to be sure that the walls of the chamber (in PMMA PolyMethacrylate of Methyl) are not a source of artifacts during its irradiation and chemical reactions with ozone, hydroxyl radicals and nitrate radicals. The rate coefficient of the reaction of syringol with OH radicals was determinate at (294 ± 2) K and is 9,65 x 10−¹¹ cm³ molecule−¹ s−¹. Then the atmospheric lifetime was calculated : it is about 2 hours during the day. During the oxidation of guaiacol and syringol, we observed the formation of Secondary Organic Aerosol (SOA) with yields ranging from of 0.003 to 0.87 and from 0.10 to 0.36, respectively. Oxidation products study in the gas- and particle- phases for the reaction of guaiacol with OH radicals showed principally the presence of nitroguaiacols in the gas phase, which may be potential wood combustion tracers due to their low atmospheric reactivity. The kinetic studied of NO₃ radicals with guaiacol, 3-methoxyphenol and syringol were realized at (294 ± 3) K. They were leaded to rate coefficients in the range of (1,15 – 21,7) x 10−¹¹ cm³ molecule−¹ s−¹ and so associated atmospheric lifetimes about 2 minutes, overnight. At the Bergische Universität Wuppertal (Germany), the reaction of a series of methoxylated aromatic compounds (anisole, 2-methylanisole, guaiacol, 3-methoxyphenol, 4-methoxyphenol, 2-methoxy-4-methylphenol, syringol and 2,3-dimethoxyphenol) with hydroxyl radicals were studied leading to the following rate coefficients for methoxybenzenes and metoxyphenols, (2,12 -4,64) x 10−¹¹ cm³ molecule−¹ s−¹ and (5,75 -8,10) x 10−¹¹ cm³ molecule−¹ s−¹, respectively. The estimated atmospheric lifetimes are in the range from 4 to 8 hours and from 2 to 3 hours, for methoxybenzenes and methoxyphenols, respectively. For these compounds, we also determined, the rate coefficients for their reaction with chlorineatoms, which are between (1,07 – 1,20) x 10−¹¹ cm³ molecule−¹ s−¹, for methoxybenzenes, and (2,71 – 4,73) x 10−¹¹ cm³ molecule−¹ s−¹, for methoxyphenols. Thus, their respective atmospheric lifetimes are 46-52 hours and 12-21 hours. This study of tropospheric oxidation of methoxyphenols is to our knowledge the first one. It allows underlining a high reactivity of these compounds during the day and overnight and also their contribution to SOA formation. The wood-energy is thus both a source of primary and secondary aerosols. Its use therefore impacts human health and the environment.Afin de réduire la consommation en énergie fossile et ainsi limiter les émissions de gaz à effet de serre, l’un des objectif du Grenelle de l’Environnement est de porter à 23% la part des énergies renouvelables dans la consommation d’énergie finale en France en 2020. Le bois-énergie représente une alternative à l’utilisation des énergies fossiles, mais c’est également une source de polluants dans l’atmosphère et il est essentiel de déterminer sa contribution potentielle à la dégradation de la qualité de l’air intérieur et extérieur. Au cours de cette thèse, mes travaux de recherche se sont focalisés sur l’étude en chambres de simulation de la dégradation atmosphérique de composés émis par la combustion du bois : les méthoxyphénols. Au Laboratoire de Physico-Chimie de l’Atmosphère (LPCA) de l’Université du Littoral Côte d’Opale (ULCO), des tests ont tout d’abord été réalisés afin de s’assurer que les parois de la chambre, en PMMA (PolyMéthacrylate de Méthyle), n’induisaient pas d’artéfacts lors de son irradiation et des réactions chimiques réalisées avec l’ozone, les radicaux hydroxyles et les radicaux nitrates. La constante de réaction du syringol avec les radicaux OH a été déterminée à (294 ± 3) K. La valeur obtenue (9,65x10⁻¹¹ cm³.molécule⁻¹.s⁻¹) conduit à une durée de vie atmosphérique du syringol d’environ 2 heures pendant la journée. L’oxydation du guaiacol et du syringol par les radicaux hydroxyles a permis d’observer la formation d’aérosols organiques secondaires (AOS) avec des rendements de 0,003 - 0,87 et 0,10 - 0,36, respectivement. L’étude des produits d’oxydation gazeux et particulaires de la réaction du guaiacol avec les radicaux OH a mis en évidence principalement la présence de nitroguaiacols dans la phase gazeuse et nous avons suggéré d’utiliser ces composés comme traceurs de la combustion du bois du fait de leur faible réactivité atmosphérique.Les études cinétiques des réactions des radicaux nitrates avec le guaiacol, le 3-méthoxyphénol et le syringol réalisées à (294 ± 3) K ont permis de déterminer les constantes de réactions correspondantes. Celles-ci se trouvent dans la gamme (1,15 – 21,7) × 10⁻¹¹ cm³.molécule⁻¹.s⁻¹ et les durées de vie associées sont d’environ 2 minutes pendant la nuit. À la Bergische Universität Wuppertal (en Allemagne), la réaction d’une série de composés aromatiques méthoxylés (anisole, 2-méthylanisole, guaiacol, 3-méthoxyphénol, 4-méthoxyphénol, 2-méthoxy-4-méthylphénol, syringol et 2,3-diméthoxyphénol) avec les radicaux hydroxyles a été étudiée. Les constantes des méthoxybenzènes et méthoxyphénols obtenues sont comprises entre (2,12 – 4,64) x 10⁻¹¹ cm³.molécule⁻¹.s⁻¹ et (5,75 - 8,10) x 10⁻¹¹ cm³.molécule⁻¹.s⁻¹, respectivement, ce qui conduit à des durées de vie de 4-8 et 3-2 heures. Pour ces mêmes composés, nous avons également déterminé, les constantes pour leur réaction avec les atomes de chlore qui sont dans la gamme (1,07 – 1,20) x 10⁻¹⁰ cm³.molécule⁻¹.s⁻¹, pour les méthoxybenzènes et (2,71 – 4,73) x 10⁻¹⁰ cm³.molécule⁻¹.s⁻¹ pour les méthoxyphénols. Leurs durées de vie vis-à-vis de cette réaction sont respectivement de 46-52 heures et 12-21 heures. Cette étude sur l’oxydation troposphérique des méthoxyphénols est à notre connaissance la première qui ait été réalisée. Elle a permis de mettre en évidence une réactivité élevée diurne et nocturne de ces composés ainsi que leur contribution à la formation d’AOS. Le bois-énergie est donc à la fois une source d’aérosols primaires mais également secondaires et son utilisation a donc des effets sur l’homme (santé) et l’environnement

Tailoring the self-assembly, interfacial properties and rheological behaviour of sugar-based surfactants

Surfactants are important ingredients in many formulated products used in everyday life. Many of these surfactants originates from fossil-based materials and degrades slowly in aquatic systems. As society strives towards having a smaller environmental footprint, surfactants that are non-toxic, biodegradable and can be synthesized from renewable raw materials need to be developed. To this end sugar-based surfactants, or alkylglycosides, is a promising class of surfactants that have the properties that are sought after. To utilize these surfactants to their full potential more knowledge is required about their behaviour both at interfaces and in solution.In this thesis the behaviour of the alkylglycoside C16G2, and how it is affected by small changes in its molecular structure, has been studied with scattering techniques and rheometry. The anomeric configuration was found to have a large impact as β-C16G2 allowed for a more efficient packing of the headgroup, compared to α-C16G2. This is apparent both at interfaces, where the adsorption was higher for the β anomer, and in solution, where β-C16G2 forms very elongated worm-like micelles while α-C16G2 forms shorter cylindrical micelles. The difference in self-assembly affects the rheological behaviour of these solutions where highly viscous, shear thinning and viscoelastic properties reflects the long micelles of β-C16G2, while solutions of α-C16G2 are Newtonian with low viscosity. The effect of introducing a double bond in the tailgroup of β-C16G2 was also investigated, where a significant decrease in Krafft point was seen, while the formation of worm-like micelles and viscous solutions was still evident

The Palgrave Handbook of International Energy Economics

This open access handbook is distinguished by its emphasis on international energy, rather than domestic energy policies or international geopolitic aspects. Addressing key topics such as energy production and distribution, renewables and corporate energy structures, alongside global energy trends, regional case studies and emerging areas such as the digitalization of energy and energy transition, this handbook provides a major new contribution to the field of international energy economics. Written by academics, practitioners and policy-makers, this handbook is a valuable and timely addition to the literature on international energy economics. This book was published open access with the support of Eni

Economics of Electricity Battery Storage

This chapter deals with the challenges and opportunities of energy storage, with a specific focus on the economics of batteries for storing electricity in the framework of the current energy transition. Storage technologies include a variety of solutions that have been used for different grid services, including frequency control, load following, and uninterrupted power supply. A recent interest is being triggered by the increasing grid balance requirements to integrate variable renewable sources and distributed generation. In parallel, lithium-ion batteries are experiencing a strong market expansion driven by an uptake of electric vehicles worldwide, which is leading to a strong decrease of production costs, making Li-ion batteries an attractive solution also for stationary storage applications

Molecular mechanisms of folding of intrinsically disordered proteins

In this thesis, we studied the interaction between the intrinsically disordered domain of the nucleoprotein (N) of Measles virus (MeV), NTAIL, and its partner XD, the X domain of the MeV phosphoprotein (P). It had been previously shown that the α-MoRE (residues 489-506) of NTAIL undergoes an α-helical folding after binding to XD (induced fit mechanism) while regions flanking the α-MoRE remain disordered (fuzzy) in the complex. The fuzzy appendage preceding the α-MoRE was shown to decrease the binding affinities towards XD and the rate of folding of the α-MoRE. In this thesis, by producing NTAIL variants (single-site variants, truncation variants, artificial variants) and performing kinetic experiments of the interaction with XD, we studied the folding after binding mechanism of NTAIL at the single residue level, and investigated the mechanisms through which the fuzzy region hampers the binding affinity and the folding rate of the α-MoRE. We concluded that the central part of the helix is responsible for the initial interactions driving the binding with XD. Moreover, we found that the fuzzy region causes a decrease in the folding rate of the α-MoRE through a combination of entropic and enthalpic effects. We also studied the interaction between NTAIL and a variant of XD, I504A, that populates only the native state. These studies showed that both the binding and the folding steps of the NTAIL-XD interaction are highly dependent on the shape of XD, suggesting that this IDP folds by heterogeneous nucleation via a mechanism induced by the shape of the partner (templated folding)