Correlation between electrochemical impedance measurements and corrosion rate of magnesium investigated by real-time hydrogen measurement and optical imaging

The corrosion behaviour of magnesium in chloride-containing aqueous environment was investigated by potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) performed simultaneously with real-time hydrogen evolution measurements and optical imaging of the corroding surface. The potentiodynamic investigation revealed substantial deviations from linearity in close proximity of the corrosion potential. In particular, differences in the slope of the current/potential curves were observed for small polarizations above or below the corrosion potential. These observations, suggest that the usual method based on the use of the Stern–Geary equation to convert a value of resistance into a value of corrosion current is inadequate. Nonetheless, a very good correlation between values of resistances estimated by EIS and corrosion currents obtained from real-time hydrogen measurement was found. Real-time hydrogen measurement also enabled, for the first time, direct measurement of an ‘apparent’ Stern–Geary coefficient for magnesium. In order to rationalize the complex behaviours experimentally observed, an electrical model for the corroding magnesium surface is presented

Costruzione e sperimentazione di una turbina cross-flow per acquedotti

La memoria descrive una nuova micro turbina idraulica con capacità di regolazione della portata, per installazioni in piccoli corsi d’acqua, su acquedotti esistenti o a valle di impianti di depurazione delle acque. Viene inoltre descritta l’installazione del prototipo della turbina nella rete idropotabile di un comune siciliano

Un modello 1D-2D di acque basse per il calcolo della propagazione di piene naturali

Le equazioni 2D del Saint-Venant (SV), o delle acque basse (shallow water), si utilizzano ampiamente per le simulazioni idrodinamiche in fiumi, laghi, zone di estuari e zone golenali. Come ampiamente descritto in letteratura, in base ai termini che si trascurano nell'equazione del momento, si possono distinguere modelli completi, cinematici, diffusivi e a zero inerzia convettiva. Escludendo eventi estremi di shock, nella normalità dei casi relativi a fenomeni di inondazione, si possono trascurare i termini inerziali nell'equazione del momento, ottenendo il modello diffusivo. La scelta del modello da utilizzare dipende anche dalla disponibilità e dall'accuratezza dei dati di input (Smith et al., 2004), nonché dall'accuratezza richiesta ai risultati dal problema gestionale che motiva l'uso del modello. I dati di input sono per esempio la topografia, le proprietà idrauliche dei tratti di fiume e delle zone golenali, la conoscenza degli idrogrammi di ingresso. La soluzione del modello completo è molto sensibile all'errore commesso nella stima delle quote topografiche (Aricò et al., 2011), mentre il modello cinematico non è in grado di simulare processi di backwater. Nel presente lavoro si propone un modello diffusivo che è particolarmente adatto alla simulazione degli eventi di piena, quando il dominio di calcolo è costituito dalla parte centrale del canale, in cui si realizza una propagazione di tipo sostanzialmente monodimensionale, nonché dalle fasce laterali, dove la corrente può divagare secondo uno schema tipicamente bidimensionale. Il modello proposto è di tipo predizione-correzione e garantisce la conservazione della massa, sia localmente che globalmente. Le equazioni di governo sono risolte su mesh miste, composte da domini 2D, discretizzati con elementi triangolari, e da domini 1D discretizzati da elementi quadrilateri. Nei domini 1D si assume una quota piezometrica costante nella direzione normale al flusso, nonché la relazione fra il gradiente piezometrico e la portata data dalla legge di resistenza propria delle sezioni di forma complessa. I flussi scambiati lateralmente con il dominio 2D sono calcolati invece in base alla discretizzazione spaziale degli elementi triangolari. Ciò consente di calcolare il flusso principale, nella direzione dell'alveo, tenendo conto mediante la legge di resistenza anche degli sforzi turbolenti causati dai vortici con asse verticale all'interno dell'alveo, sforzi che altrimenti verrebbero trascurati anche applicando un tradizionale modello completo 2D di acque basse. Utilizzando la schematizzazione suddetta è altresì possibile evitare un drastico aumento della densità della mesh all'interno dell'alveo, altrimenti necessario per una corretta rappresentazione del fondo. Un ulteriore vantaggio dell'approccio diffusivo consiste nel fatto che l'onere computazionale risulta poco più che proporzionale al numero di elementi di calcolo e non vi è per la stabilità delle soluzione alcuna restrizione del passo temporale, in base al massimo numero di Courant calcolato nel dominio di calcolo. L'approccio diffusivo consente infine di trattare facilmente le discontinuità esistenti lungo gli elementi 1D a causa di briglie o salti, ovvero a causa di pareti laterali sub-verticali. Il sistema di equazioni di governo alle derivate parziali si risolve ad ogni livello temporale frazionandolo in un sistema di predizione ed uno di correzione. Si dimostra che il sistema di predizione ha le caratteristiche funzionali di un problema puramente convettivo, mentre quello di correzione ha le caratteristiche funzionali di un problema puramente diffusivo. L'input del modello è costituito, per il dominio 1D, dalla geometria delle sezioni trasversali degli elementi 1D, assegnate mediante serie di punti quotati, nonché dalle linee di livello e/o da singoli punti quotati per quanto concerne il dominio 2D. Il software denominato NETGEN (Schöberl, 1997), genera quindi una o più mesh triangolari, separate dai canali del dominio 1D. Questi vengono eventualmente frazionati in più elementi di lunghezza inferiore, mediante l'inserimento di nodi che sono condivisi sia dai lati dei triangoli adiacenti che dai lati degli elementi quadrilateri. Nel modello proposto, le celle di calcolo sono in numero pari al numero dei nodi computazionali. Per i nodi che si trovano nel dominio 2D la cella di calcolo coincide con il poligono di Voronoi definito intorno al nodo, per i nodi che appartengono sia al dominio 2D che ai canali 1D, la cella di calcolo è data dall'unione dei poligoni di Voronoi relativi ai triangoli che condividono i due nodi sul lato generico del canale ortogonale alla direzione dell'alveo, più la metà della superficie di ognuno dei due elementi quadrilateri che condividono lo stesso lato. Il problema di predizione si risolve mediante una tecnica ad avanzamento spaziale e temporale (MAST), dove i flussi sono calcolati seguendo un approccio di tipo Euleriano e dove le celle di calcolo sono risolte secondo un particolare ordine, che garantisce la conoscenza dei flussi entranti in ogni cella immediatamente successiva a quelle già risolte. Nel problema diffusivo i flussi sono calcolati risolvendo un sistema lineare con M-matrice, sparsa, simmetrica e definita positiva. La dimensione del sistema è pari al numero delle celle di calcolo. La formulazione proposta è in grado di gestire processi wetting/drying senza richiedere alcun trattamento specifico. L'applicazione della suddetta procedura MAST è stata proposta in passato, coerentemente con l'approssimazione diffusiva, ignorando la presenza dei risalti idraulici. Nel presente lavoro la presenza dei risalti, e la conseguente dissipazione di energia, viene invece ricostruita ipotizzando un movimento lento del risalto, ed individuandone la posizione all'interno di tre sezioni. La prima sezione deve corrispondere ad una corrente veloce, la terza ad una corrente lenta. Il risalto viene localizzato tra la prima e la seconda sezione se la spinta totale della seconda è minore della terza, fra la seconda e la terza viceversa. Nel problema di predizione la sezione iniziale del risalto viene trattata come una sezione di valle con condizione al contorno di diffusione nulla. Nel problema di correzione si trascura invece la diffusione nel canale compreso fra le due sezioni precedente e seguente il risalto

Gaussian processes in complex media: new vistas on anomalous diffusion

Normal or Brownian diffusion is historically identified by the linear growth in time of the variance and by a Gaussian shape of the displacement distribution. Processes departing from the at least one of the above conditions defines anomalous diffusion, thus a nonlinear growth in time of the variance and/or a non-Gaussian displacement distribution. Motivated by the idea that anomalous diffusion emerges from standard diffusion when it occurs in a complex medium, we discuss a number of anomalous diffusion models for strongly heterogeneous systems. These models are based on Gaussian processes and characterized by a population of scales, population that takes into account the medium heterogeneity. In particular, we discuss diffusion processes whose probability density function solves space- and time-fractional diffusion equations through a proper population of time-scales or a proper population of length-scales. The considered modeling approaches are: the continuous time random walk, the generalized gray Brownian motion, and the time-subordinated process. The results show that the same fractional diffusion follows from different populations when different Gaussian processes are considered. The different populations have the common feature of a large spreading in the scale values, related to power-law decay in the distribution of population itself. This suggests the key role of medium properties, embodied in the population of scales, in the determination of the proper stochastic process underlying the given heterogeneous medium.This research was supported by the Basque Government through the BERC 2014–2017 and BERC 2018–2021 programs, and by the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness MINECO through BCAM Severo Ochoa excellence accreditations SEV- 2013-0323 and SEV-2017-0718 and through project MTM2016- 76016-R MI

Comparative Analysis of Phenolic Composition of Six Commercially Available Chamomile (Matricaria chamomilla L.) Extracts: Potential Biological Implications

Several phytochemical-containing herbal extracts are increasingly marketed as health-promoting products. In particular, chamomile (Matricaria recutita L.) is well known for its anti-inflammatory, analgesic, and antitumor properties. Here, we evaluated differences in chemical composition among six commercially available products and their potential impact on biological activity in human immortalized colonocytes. Our investigation encompassed: (i) preparation of dry extracts and yield evaluation; (ii) qualitative and quantitative analysis of phenol content; (iii) modulation of redox state; and (iv) bioavailability of main bioactive compounds. We demonstrated that apparently identical products showed huge heterogeneity, in terms of yield extraction, chemical composition, and antioxidant effects. All samples contained high amounts of flavonoids and cinnamic acid derivatives, but differentially concentrated in the six extracts. Depending on polyphenol content, chamomile samples possessed variable antioxidant potential, in terms of decreased radical generation and increased reduced glutathione levels. The observed effects might be ascribed to flavones (apigenin, luteolin, and their glycones) highly represented in the six extracts. Nonetheless, chamomile extracts exerted cytotoxic effects at high concentrations, suggesting that a herbal medicine is not always safe. In conclusion, due to the complexity and variability of plant matrices, studies evaluating effectiveness of chamomile should always be accompanied by preliminary characterization of phytochemical composition

Avaliação de diferentes protocolos de extração de DNA de pêlo.

Disponível em: . Acesso em: 10 dez. 2003

Voltage-dependent activation and inactivation of calcium channels in PC12 cells. Correlation with neurotransmitter release.

The existence and mechanisms of inactivation of voltage-gated Ca2+ channels are important, but still debatable, physiological problems. By using the Ca2+ indicators quin2 and fura-2, we demonstrate that in PC12 cells voltage-gated Ca2+ channels undergo inactivation dependent on both voltage and [Ca2+]i. Inactivation, however, is never complete and a small number of channels remains open during prolonged depolarization, explaining the steady state elevation of [Ca2+]i observed in cells depolarized with high KCl. A close parallel exists between Ca2+ channel inactivation and the transient nature of neurotransmitter release: secretion is rapidly stimulated during the first 30 s of depolarization, when a transient overshoot in [Ca2+]i can be demonstrated, while it is negligible during the following period, despite the persistence of an elevated [Ca2+]i; predepolarization in Ca2+-free medium and subsequent addition of Ca2+ (a condition which allows the development of the voltage inactivation) abolishes the fast phase of secretion, while not modifying the steady state [Ca2+]i eventually attained; and increases in the intracellular Ca2+ buffering decreases the amplitude of the fast secretion phase induced by KCl without altering the steady state [Ca2+]i. We suggest that localized [Ca2+]i gradients form close to the plasma membrane shortly after depolarization and that the [Ca2+]i reached in these regions is the relevant parameter in the regulation of secretion