Kovacs-like memory effect in athermal systems: linear response analysis

We analyse the emergence of Kovacs-like memory effects in athermal systems within the linear response regime. This is done by starting from both the master equation for the probability distribution and the equations for the physically relevant moments. The general results are applied to a general class of models with conserved momentum and non-conserved energy. Our theoretical predictions, obtained within the first Sonine approximation, show an excellent agreement with the numerical results.Comment: 18 pages, 6 figures; submitted to the special issue of the journal Entropy on "Thermodynamics and Statistical Mechanics of Small Systems

Lattice models for granular-like velocity fields: Hydrodynamic limit

A recently introduced model describing -on a 1d lattice- the velocity field of a granular fluid is discussed in detail. The dynamics of the velocity field occurs through next-neighbours inelastic collisions which conserve momentum but dissipate energy. The dynamics can be described by a stochastic equation in full phase space, or through the corresponding Master Equation for the time evolution of the probability distribution. In the hydrodynamic limit, equations for the average velocity and temperature fields with fluctuating currents are derived, which are analogous to those of granular fluids when restricted to the shear modes. Therefore, the homogeneous cooling state, with its linear instability, and other relevant regimes such as the uniform shear flow and the Couette flow states are described. The evolution in time and space of the single particle probability distribution, in all those regimes, is also discussed, showing that the local equilibrium is not valid in general. The noise for the momentum and energy currents, which are correlated, are white and Gaussian. The same is true for the noise of the energy sink, which is usually negligible

Ressenyes

Index de les obres ressenyades: H. CAPEL, Filosofía y ciencia en la Geografía contemporánea. Una introducción a la Geografí

Particle interactions mediated by dynamical networks: assessment of macroscopic descriptions

We provide a numerical study of the macroscopic model of [3] derived from an agent-based model for a system of particles interacting through a dynamical network of links. Assuming that the network remodelling process is very fast, the macroscopic model takes the form of a single aggregation diffusion equation for the density of particles. The theoretical study of the macroscopic model gives precise criteria for the phase transitions of the steady states, and in the 1-dimensional case, we show numerically that the stationary solutions of the microscopic model undergo the same phase transitions and bifurcation types as the macroscopic model. In the 2-dimensional case, we show that the numerical simulations of the macroscopic model are in excellent agreement with the predicted theoretical values. This study provides a partial validation of the formal derivation of the macroscopic model from a microscopic formulation and shows that the former is a consistent approximation of an underlying particle dynamics, making it a powerful tool for the modelling of dynamical networks at a large scale

Nanocátalysts for oxygen removal from biomass derived biofuel

The use of bio-energy as a renewable alternative to fossil fuels is nowadays attracting more and more attention. Bio-fuel from biomass seems to be a potential energy substitute for fossil fuels since it is a renewable resource that could contribute to sustainable development and global environmental preservation and it appears to have significant economic potential. Liquid fuels can be obtained from fast pyrolysis of lignocellulosic biomass, where fast pyrolysis is a promising route because the process takes place at moderate temperatures, in absence of air and with a short hot vapor residence time. However, these liquid fuels have poor quality due to their low volatility, high viscosity, low heating value, a high oxygen content and poor chemical stability. This high oxygen is due to the presence of oxygen-containing compounds such as alcohols, aldehydes, ketones, furans and phenols. In this sense, catalytic hydrodeoxygenation (HDO) is one the most efficient processes to remove oxygen from these liquid fuels. In this context, the catalyst design is of upmost importance to achieve a high degree of deoxygenation, and bifunctional catalysts are required to achieve high degrees of activity. Noble metal and non-noble metal based catalysts will be evaluated in HDO of model molecules in order to get further insight about the important role of the active phase. Transition metal phosphides have shown excellent catalytic performances due to their good hydrogen transfer properties that diminishes the amount of metal exposed, avoiding, as much as possible, the deactivation, and modifies the electronic density of the catalyst leading to solids that favors the HDO. In addition these phosphides show bifunctional catalytic properties (metallic sites for hydrogenation and acid sites for cracking, methyl transfer reaction, dehydration and isomerization).Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Global stability and H theorem in lattice models with nonconservative interactions

In kinetic theory, a system is usually described by its one-particle distribution function f (r,v,t), such that f (r,v,t)drdv is the fraction of particles with positions and velocities in the intervals (r,r + dr) and (v,v + dv), respectively. Therein, global stability and the possible existence of an associated Lyapunov function or H theorem are open problems when nonconservative interactions are present, as in granular fluids. Here, we address this issue in the framework of a lattice model for granularlike velocity fields. For a quite general driving mechanism, including both boundary and bulk driving, we show that the steady state reached by the system in the long-time limit is globally stable. This is done by proving analytically that a certain H functional is nonincreasing in the long-time limit. Moreover, for a quite general energy injection mechanism, we are able to demonstrate that the proposed H functional is nonincreasing for all times. Also, we put forward a proof that clearly illustrates why the “classical” Boltzmann functional HB[f ] = dr dvf (r,v,t) ln f (r,v,t) is inadequate for systems with nonconservative interactions. This is done not only for the simplified kinetic description that holds in the lattice models analyzed here but also for a general kinetic equation, like Boltzmann’s or Enskog’s

Asymptotic L1-decay of solutions of the porous medium equation to self-similarity

We consider the flow of gas in an N -dimensional porous medium with initial density v0 (x) ≥ 0. The density v(x, t) then satisfies the nonlinear degenerate parabolic equation vt = ∆v m where m > 1 is a physical constant. Assuming that (1 + $2 )v0 (x) dx < ∞, we prove that v(x, t) behaves asymptotically, as t → ∞, like the Barenblatt-Pattle solution V ($, t). We prove that the L1 -distance decays at a rate t 1/((N+2)m−N) . Moreover, if N = 1, we obtain an explicit time decay for the L∞ distance at a suboptimal rate. The method we use is based on recent results we obtained for the Fokker-Planck equation [2], [3]

Perfil clínicoepidemiológico, pronóstico y actitud médicoquirúrgica actual de la endocarditis protésica

Introducción y objetivo: La endocarditis protésica es una infección que por sus características particulares (fisiopatología, etiología, biofilm, tratamiento médico y quirúrgico…) posee entidad propia. Sorprende sin embargo, que la mayoría del conocimiento y las recomendaciones diagnosticas y terapéuticas al respecto están basadas en estudios pequeños, retrospectivos y antiguos. Por ello en el presente trabajo tratamos de extraer conclusiones propias que nos permita un mejor manejo clínico diario en base a la experiencia propia con una amplia cohorte de pacientes. Material y Método: Se recogieron de manera prospectiva y consecutiva todos los casos de endocarditis protésica de 7 Hospitales del Sistema Andaluz de Salud desde Enero de 1985 hasta Diciembre de 2013. Los datos fueron recogidos generalmente por los mismos investigadores a lo largo de los años en un mismo cuestionario común a todos los centros, eran clínicos con experiencia en endocarditis infecciosa y eran ellos mismos los que atendían los casos recogidos durante su estancia en el hospital Resultados: Se recogieron un total de 367 endocarditis protésicas: izquierdas 359 (97.8%), protésicas precoces (EPP) 151 (41.1%) y protésicas tardías (EPT) 216 (58.9%). En posición aórtica el 61.6% y mitral el 47.7%. En la EPP predominó S. coagulasa negativo (47%), Enterococcus spp (11.9%) y S. aureus (11.2%) mientras que en la EPT lo hicieron S. coagulasa negativo (21.6%), S. viridans (18.5%) y Enterococcus spp (16.2%). En las manifestaciones clínicas la diferencia más que entre EPP y EPT se produjo entre los distintos tipo de microorganismos, así S. aureus fue el patógeno que más frecuente se presentó con menos de una semana de síntomas (69%, p=0.00001) y con afectación del sistema nervioso central (43.5%, p=0.007), mientras que Staphylococcus spp fueron los que originaron más disnea (68%, p=0.038). En lo referente a las complicaciones, la insuficiencia cardiaca congestiva se presentó sobre todo en presencia de S coagulasa negativo (60.8%, p=0.001) y la sepsis grave/shock séptico en S. aureus (47.8%, p=0.0001), no teniendo el resto (fracaso renal agudo, embolismos y bloqueo cardiaco) predilección por algún microorganismo concreto. En las complicaciones paravalvulares existieron más abscesos paravalvulares y fístulas en las prótesis biológicas que en las metálicas presentando ambos tipos de válvulas similar proporción de EPP y de Staphylococcus spp pero no de posicionamiento: el 41% de las prótesis metálicas se implantaron en posición aórtica mientras que las biológicas lo fueron en el 84.4% (p=0.0001). Comparamos en el tratamiento antimicrobiano en la endocarditis protésica estafilocócica la monoterapia vs biterapia vs triple terapia, resultando la monoterapia con una mayor mortalidad (OR 6.8 IC 95% 1.1-41.5, p= 0.038) y la biterapia y triple terapia igual de efectivas. En la endocarditis enterocócica comparamos el uso de gentamicina + ampicilina vs ceftriaxona + ampicilina: la mortalidad fue superior en el grupo de ceftriaxona (20% vs 35.7%, p=0.357) pero sin diferencias estadísticamente significativas, y sin embargo, la toxicidad renal fue significativamente mayor en el grupo con aminoglucósidos: (60% vs 0%, p=0.002). En cuanto a si el tratamiento debe ser médico o médicoquirúrgico comparando ambos grupo la mortalidad fue similar (41.2% vs 48.2%, p=0.151) en el grupo donde se acordó que la cirugía no era necesaria porque se podía hacer frente a la situación sólo con tratamiento médico por ausencia de complicaciones el pronóstico fue excelente (88.2% vivos vs 11.8% exitus, p=0.0001), en aquellos en los que se acordó intervención quirúrgica y se hizo sin demora no hubo diferencias estadísticamente significativas pero sobrevivieron más (60% vs 40%, p=0.7), en cambio en aquellos que se acordó cirugía pero se realizó con demora si presentaron mayor mortalidad (37.4% vivos vs 65.3% exitus, p=0.008). Además enfrentamos a los pacientes que se decidió cirugía por consenso en sesión médico-quirúrgica (n=166), frente a aquellos que se decidió no intervenirlos por el buen pronóstico (n=101) (aquellos con tratamiento médico excluyendo los casos que fueron rechazados para cirugía o no presentados a cirugía por enfermedad de base importante o riesgo quirúrgico inasumible) la mortalidad de los intervenidos fue del 48.5% frente al 16.8% de los no intervenidos (p=0.0001). Los factores relacionados de manera independiente con la mortalidad precoz (durante el ingreso y tras un mes del alta hospitalaria) fueron: Edad ≥65 años (OR 1.80 [1.07-3.04] p= 0.02), S. aureus (OR 2.25 [1.02-4.96] p=0.04), SCN (OR 2.68 [1.52-4.74] p= 0.001), FVI +FVI grave (OR 3.77 [1.94 – 5.85] p= 0.0001), Sepsis grave/shock séptico (OR 3.58 [1.98 – 6.46] p= 0.0001), Afectación SNC (OR 3.19 [1.75-5.78] p=0.0001), Cirugía no planteada (OR 4.02 [1.70-19.50] p=0.001) y la Afectación perivalvular (OR 1.71 [0.96-3.08] p=0.06), similares a los relacionados con la mortalidad al año del seguimiento donde además aparece la afectación perivalvular (OR 0.63 [1.06 – 3.36] p=0.03). Conclusiones: 1ª Los datos de nuestra cohorte permiten constatar el incremento progresivo S. aureus resistente a meticilina como agente etiológico de la EPP, lo cual condiciona la decisión de tratamiento empírico o el de aquellos casos de EPP cuyos hemocultivos son negativos. 2ª Excepto por lo que se refiere a un curso mas subagudo y la presencia de esplenomegalia en la EPT, no existen diferencias clínicas relevantes entre ambos tipos de endocarditis protésica. 3ª Existen datos que permiten afirmar que las complicaciones de la endocarditis protésica guardan mayor relación con el agente etiológico que con el hecho de ser precoz o tardía. 4ª Aunque en nuestra cohorte las complicaciones paravalvulares estuvieron más presentes en las válvulas biológicas, probablemente esto se deba más a la mayor frecuencia de posición aórtica de este tipo de válvulas. 5ª La eficacia terapéutica de la monoterapia en la endocarditis protésica estafilocócica es subóptima, por lo que estos pacientes deberían ser tratados con biterapia, la cual disminuye los potenciales efectos adversos e interacciones de la triple terapia. 6ª A igualdad de eficacia terapéutica, en la endocarditis protésica por Enterococcus faecalis, la pauta ampicilina + ceftriaxona es mas segura que ampicilina + aminoglucósidos. 7ª En ausencia de complicaciones paravalvulares o inestabilidad hemodinámica, la cirugía puede evitarse en una proporción importante de pacientes, por lo que el tratamiento inicial de estos casos debería de ser exclusivamente medico. 8ª En los pacientes con indicación quirúrgica y aceptación de la misma en sesión médico-quirúrgica, la demora del acto operatorio empeora significativamente el pronóstico. 9ª La etiología estafilocócica, el desarrollo de ICC, la aparición de sepsis grave/shock séptico y las complicaciones del SNC son factores asociados de forma independiente con la mortalidad

Improving the activity of gold nanoparticles for the water-gas shift reaction using TiO2–Y2O3: an example of catalyst design

In the last ten years, there has been an acceleration in the pace at which new catalysts for the watergas shift reaction are designed and synthesized. Pt-based catalysts remain the best solution when only activity is considered. However, cost, operation temperature, and deactivation phenomena are important variables when these catalysts are scaled in industry. Here, a new catalyst, Au/TiO2–Y2O3, is presented as an alternative to the less selective Pt/oxide systems. Experimental and theoretical techniques are combined to design, synthesize, characterize and analyze the performance of this system. The mixed oxide demonstrates a synergistic effect, improving the activity of the catalyst not only at large-to-medium temperatures but also at low temperatures. This effect is related to the homogeneous dispersion of the vacancies that act both as nucleation centers for smaller and more active gold nanoparticles and as dissociation sites for water molecules. The calculated reaction path points to carboxyl formation as the rate-limiting step with an activation energy of 6.9 kcal mol 1, which is in quantitative agreement with experimental measurements and, to the best of our knowledge, it is the lowest activation energy reported for the water-gas shift reaction. This discovery demonstrates the importance of combining experimental and theoretical techniques to model and understand catalytic processes and opens the door to new improvements to reduce the operating temperature and the deactivation of the catalyst.Ministerio de Economía y Competitividad (CTQ2015-64669-P and ENE2015-66975- C3-2-R)Junta de Andalucía (FQM-132 and TEP-106)European Union (HT-PHOTO-DB No. 752608