High-frequency homogenization for periodic media

This article is available open access through the publisher’s website at the link below. Copyright @ 2010 The Royal Society.An asymptotic procedure based upon a two-scale approach is developed for wave propagation in a doubly periodic inhomogeneous medium with a characteristic length scale of microstructure far less than that of the macrostructure. In periodic media, there are frequencies for which standing waves, periodic with the period or double period of the cell, on the microscale emerge. These frequencies do not belong to the low-frequency range of validity covered by the classical homogenization theory, which motivates our use of the term ‘high-frequency homogenization’ when perturbing about these standing waves. The resulting long-wave equations are deduced only explicitly dependent upon the macroscale, with the microscale represented by integral quantities. These equations accurately reproduce the behaviour of the Bloch mode spectrum near the edges of the Brillouin zone, hence yielding an explicit way for homogenizing periodic media in the vicinity of ‘cell resonances’. The similarity of such model equations to high-frequency long wavelength asymptotics, for homogeneous acoustic and elastic waveguides, valid in the vicinities of thickness resonances is emphasized. Several illustrative examples are considered and show the efficacy of the developed techniques.NSERC (Canada) and the EPSRC

ФОТОДИНАМИЧЕСКАЯ ИНАКТИВАЦИЯ MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS РАДАХЛОРИНОМ IN VITRO

Goal: to detect the best mode of in vitro photodynamic inactivation of M. tuberculosis by Radahlorin.Subjects and methods. The activity of culture of M. tuberculosis, H37Rv strain, photosensitized by 0.00005% Radohlorin was compared and the intensity of growth was assessed after photodynamic inactivation by different doses of light energy with 662 nm wavelength.Results. For the first time, anti-microbial properties of E6 chlorine in the form of medicamental photosensitizer (0.00005% Radohlorin) suppressing museum strain of M. tuberculosis of H37Rv were detected. Photoinactivation of M. tuberculosis depends on the dose and achieves its maximum in 10 minutes of light exposure with light energy of 0.5 W. Цель: выявить оптимальный режим фотодинамической инактивации (ФДИ) M. tuberculosis радахлорином in vitro.Материалы и методы. Проведен сравнительный анализ культуральной активности M. tuberculosis H37Rv, фотосенсибилизированных радахло- рином 0,00005%, с оценкой интенсивности роста после ФДИ различными дозами световой энергии с длиной волны 662 нм.Результаты. Впервые выявлены антимикобактериальные свойства хлорина Е6 в виде лекарственного фотосенсибилизатора (радахлорин 0,00005%) в отношении музейного штамма M. tuberculosis H37Rv. Фотоинактивация возбудителя дозозависима и достигает предельных значений через 10 мин светового воздействия при мощности световой энергии 0,5 Вт.

Коренное золотопроявление на «Территории» Олега Куваева (север Чукотского нагорья)

A sample of a gold-bearing quartz vein from the Upper-Ichuveem ore occurrence, discovered in the Triassic terrigenous complex in the north of the Chukotka Upland, the Oleg Kuvaev's “Territory”, had been comprehensively studied. The gross gold grade was estimated at 3–4 g / t. The vein includes quartz, native gold, sulfide-gold-silver solid solutions, alumoseladonite, aluminium-sulfate-phosphates Fe-Pb-Mg-Ca compound, apatite, pyrite, iron-titanium oxides, litharge, native phases composed of Fe (Ni), Ag-Pb-Bi, Fe-Al-PS-As, multicomponent ocher of hypergene origin. Native gold ranges from medium to fine. The vein contains particles of non-crystalline organic matter, which is close in composition of organic groups to polysaccharides. It is possible that the carbon particles found in the gold-quartz vein are of an abiogenic nature and can be compared with abiogenic condensed organelles in the products of modern volcanism. The data obtained make it possible to attribute the Upper Ichuveem gold ore occurrence to a low-sulfide gold-quartz formation, but with additional signs of gold-silver and polymetallic formations, which can be regarded as a favorable prerequisite for prospecting and exploration in Oleg Kuvaev's «Territory» not only of gold-placer deposits, but also of lode gold deposits.Комплексно исследован образец золотоносной кварцевой жилы с Верхне-Ичувеемского рудопроявления, выявленного в триасовом терригенном комплексе на севере Чукотского нагорья – «Территории» Олега Куваева. Валовое содержание золота оценивается в 3–4 г/т. В состав жилы входят кварц, самородное золото, сульфидно-золото-серебряные твердые растворы, алюмоселадонит, алюмо-сульфато-фосфаты Fe-Pb-Mg-Ca состава, апатит, пирит, железо-титановые оксиды, глёт, самородные фазы состава Fe (Ni), Ag-Pb-Bi, Fe-Al-P-S-As, поликомпонентные охры гипергенного происхождения. Самородное золото колеблется от средне- до высокопробного. В составе жилы обнаружены частицы некристаллического органического вещества, близкого по составу органических групп к полисахаридам. Не исключено, что выявленные в золотокварцевой жиле углеродные частицы имеют абиогенную природу и могут быть сопоставлены с абиогенными конденсированными органоидами в продуктах современного вулканизма. Полученные данные позволяют отнести Верхне-Ичувеемское золоторудное проявление к малосульфидной золотокварцевой формации, но с дополнительными признаками золотосеребряной и полиметаллических формаций, что можно расценивать как благоприятную предпосылку для поисков и разведок на «Территории» Олега Куваева не только золото-россыпных, но и золото-коренных месторождений

Фотодинамическая инактивация Mycobacterium tuberculosis метиленовым синим in vitro

The objective: to investigate the anti-tuberculosis effect of laser photodynamic inactivation (PDI) of M. tuberculosis H37Rv in vitro by methylene blue (MB) in the minimum concentration (1 μg/ml) with laser radiation of 662 nm. Subjects and methods. A comparative analysis of the intensity of growth of Mycobacterium tuberculosis H37Rv after laser irradiation and laser FDI by MB with different doses of light energy was carried out. Results. Laser radiation with a wavelength of 662 nm was found to have an inhibitory effect on the growth of M. tuberculosis H37Rv. FDI of Mycobacterium tuberculosis was first registered in the presence of a minimum concentration of MB (1 µg/ml) which suppressed colony growth by 97 and 93% when they were processed by radiation with a wavelength of 662 nm with the lowest density of doses of light energy (46.9 and 93.75 J/cm2).Цель: исследование противотуберкулезных эффектов лазерной фотодинамической инактивации (ФДИ) M. tuberculosis H37Rv in vitro метиленовым синим (МС) в минимальной концентрации (1 мкг/мл) при лазерном излучении длиной волны 662 нм.Материалы и методы. Проведен сравнительный анализ интенсивности роста Mycobacterium tuberculosis H37Rv после лазерного облучения и лазерной ФДИ МС при различных дозах световой энергии.Результаты. Обнаружено, что лазерное излучение длиной волны 662 нм оказывает ингибирующее действие на ростовые свойства M. tuberculosis H37Rv. Впервые зарегистрирована ФДИ микобактерий туберкулеза в присутствии минимальной концентрации МС (1 мкг/мл), при которой реализуется подавление роста колоний на 97 и 93% при их обработке излучением длиной волны 662 нм с наименьшими значениями плотности доз световой энергии (46,9 и 93,75 Дж/см2)

Ингибиторы отложений солей жесткости и коррозии для водооборотных систем охлаждения

It has been found that organophosphates are more efficient as inhibitors for calcium and magnesium carbonate formation and corrosion, whereas polyacrylic acid and its sulphonic modified derivatives act as stabilizers of carbonate dispersion. The binary mixture of organophosphate and polyacrylate demonstrates high efficiency of inhibiting action. The reagent mode and the complex cooling water treatment program at the Mineral Wax Plant have been developed, reducing the water consumption significantly.В результате исследований установлено, что органофосфаты более эффективны как ингибиторы процессов образования карбонатов кальция и магния и коррозии, в то время как полиакриловая кислота и ее сульфомодифицированные производные стабилизируют дисперсию карбонатов. Высокую эффективность ингибирующего действия в отношении солеотложений и коррозии проявляет бинарная смесь органофосфата и полиакрилата.На основе полученных результатов разработан реагентный режим и комплексная программа стабилизационной обработки оборотной воды на предприятии «Завод горного воска», благодаря чему коэффициент упаривания в открытом водооборотном цикле увеличен и уменьшен расход воды на подпитку и сброс

Комплексный характер влияния поликарбоновых и фосфоновых кислот на кристаллизацию солей кальция и магния в динамических условиях

The influence of water-soluble organic compounds (adipic, polyaspartic and phosphonic acids) and their compositions on the crystallization of calcium and magnesium salts in dynamic conditions has been studied. It is found that the induction period of phase formation increases in the presence of polyaspartic and phosphonic acids 2.3–5.2 times in the range of their content from 0.05 to 0.2 ppm. The results of XRD and electron microscopic studies confirm the change in the phase composition and morphology of the crystalline precipitate that is formed. The dibasic carboxylic acid influence on the induction period, composition and structure of the precipitate is much less. It is established that the composition of organic acids also increases the induction period of phase formation. The complex inhibitor provides an increase in the critical supersaturation level in the system. The phosphonic and carboxyl groups of the inhibitor interact with calcium and magnesium ions and block the crystallization nuclei. When interacting with the dicarboxylic acid and polyacid adsorption on the surface of the formed crystals, the microcrystals dissolve.Исследовано влияние водорастворимых органических соединений (адипиновой, полиаспартамовой и фосфоновой кислот) и их композиций на кристаллизацию солей кальция и магния в динамических условиях. Установлено, что индукционный период фазообразования увеличивается в присутствии полиаспартамовой и фосфоновой кислот в 2,3–5,2 раза в диапазоне их содержания от 0,05 до 0,2 ppm. Результаты рентгенофазового анализа и электронно-микроскопического исследования подтверждают изменение фазового состава и морфологии образующегося кристаллического осадка. Установлено, что влияние двухосновной карбоновой кислоты на индукционный период, состав и структуру осадка значительно меньше. Определено, что композиция органических кислот также увеличивает индукционный период фазообразования. Комплексный ингибитор обеспечивает повышение уровня критического пересыщения в системе. Фосфонатные и карбоксильные группы ингибитора взаимодействуют с ионами кальция и магния, блокируют зародыши кристаллизации. При взаимодействии с дикарбоновой кислотой и адсорбцией поликислоты на поверхности образующихся кристаллов микрокристаллы растворяются

Ингибирование процесса кристаллизации карбонатов кальция и магния полиакрилатом натрия

It is known that when water are used for technological purposes, in circulating water supply systems of enterprises as a coolant during continuous heating and cooling, the formation of insoluble precipitates, most often calcium carbonates, occurs on the walls of heat exchangers, which leads to a large number of problems, even production can be stopped for cleaning equipment. To prevent the formation of salts, it is necessary to use precipitation inhibitors. Sodium polyacrylate was investigated as a precipitation inhibitor. The composition, morphology and IR spectra of calcium carbonate precipitate obtained in the absence and in the presence of sodium polyacrylate were studied. It was established that the effect of sodium polyacrylate on the mechanism of crystallization of carbonate sediment depends on the pH of the initial solution. The results of IR spectroscopy, X-ray diffraction analysis and images obtained by electron microscopy indicate the participation of polymer molecules in the formation of the crystalline structure of the carbonate precipitate.Известно, что при использовании воды в технологических целях, в частности, в системах оборотного водоснабжения предприятий в качестве охлаждающей жидкости в процессе постоянного нагревания и охлаждения происходит образование нерастворимых осадков, чаще всего карбонатов кальция, на стенках теплообменников, что приводит к большому количеству проблем, вплоть до остановок производства для очистки оборудования. Для предотвращения образования отложений необходимо применять ингибиторы осадкообразования. В работе в качестве ингибитора осадкообразования исследовали полиакрилат натрия. Изучен состав, морфология, ИК-спектры осадка карбоната кальция, полученного в отсутствие и в присутствии полиакрилата натрия. Установлено, что влияние полиакрилата натрия на механизм кристаллизации карбонатного осадка зависит от рН исходного раствора. Результаты ИК-спектроскопии, РФА и снимки, полученные электронной микроскопией, свидетельствуют об участии молекул полимера в формировании кристаллической структуры карбонатного осадка

ВЛИЯНИЕ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛИНОЙ ВОЛНЫ 662 НМ НА РОСТ MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS IN VITRO

Goal of the study: to define the effect of various doses of laser radiation with 662 nm wave on the growth of M. tuberculosis in vitro.Materials and methods. Samples of mycobacterial suspension of M. tuberculosis H37Rv were processed by monopositional light radiation (λ = 662 nm) in six dosing regimens varying in power and duration of the exposure to the light. All samples of mycobacterial suspension of M. tuberculosis were inoculated on the solid nutritional media of Lowenstein-Jensen in triplets for each dose of the exposure to light. Cultures were incubated under 37°С for 90 days with weekly inspection of samples.Results. Continuous irradiation by diffused laser with 662 nm wave provides the most expressed bacteriostatic and bactericidal effects against M. tuberculosis H37Rv under the density of the energy dose of 234.5 and 703.5 of J/sq.cm. Such a dose was obtained through 5 and 15-minute exposure respectively. Цель исследования: установить in vitro влияние различных доз лазерного излучения длиной волны 662 нм на ростовые свойства M. tuberculosis.Материалы и методы. Воздействие на образцы микобактериальной взвеси M. tuberculosis H37Rv осуществляли непрерывным монопозиционным световым излучением (λ = 662 нм) в шести режимах дозирования, зависящих от мощности и длительности светового воздействия. Инокуляция всех образцов суспензий микобактерий туберкулеза осуществлялась на плотные питательные среды Левенштейна – Йенсена в триплетах для каждой дозы светового воздействия. Инкубация посевов осуществлялась при 37°С в течение 90 дней с еженедельным пересмотром образцов.Результаты. Непрерывное излучение полупроводникового лазера с длиной волны 662 нм обладает наиболее выраженными бактериостатическими и бактерицидными эффектами в отношении M. tuberculosis H37Rv при плотности дозы энергии 234,5 и 703,5 Дж/см2 . Такая доза была получена при 5- и 15-минутной экспозиции соответственно.

Влияние полиакриламидных флокулянтов на свойства глинистых минералов калийной руды

The process and mechanism of phase separation of the salt dispersion of potassium ore clay minerals using polyacryla-mide flocculants has been studied. It has been shown that it proceeds through the following sequential steps: adsorption of the polymers on the surface of clay particles in salt solution; interaction of polymer molecules adsorbed on different particles; flocculation of clay particles with the polymer; precipitation of clay solids. The product obtained after separation of brine, containing up to 80 % clay minerals, has chemical and mineralogical composition similar to that of soils, is environmentally safe and so can be used for various applications.Исследован процесс и механизм фазового разделения солевой дисперсии глинистых минералов калийной руды полиакриламидными флокулянтами, который реализуется через следующие последовательные стадии: адсорбция полимеров из солевых растворов на поверхности глинистых частиц; взаимодействие молекул полимеров, адсорбированных на разных частицах; образование флокул из частиц глины и полимера; выделение глинистой твердой фазы. Продукт, полученный после отделения солевого раствора, содержит до 80 % глинистых минералов, характеризуется химическим и минералогическим составом, близким к почвам, экологически безопасен, что позволяет использовать его в различных областях