Coupled Biohydrogen Production and Bio-Nanocatalysis for Dual Energy from Cellulose: Towards Cellulosic Waste Up-Conversion into Biofuels

Hydrogen, an emergent alternative energy vector to fossil fuels, can be produced sustainably by fermentation of cellulose following hydrolysis. Fermentation feedstock was produced hydrolytically using hot compressed water. The addition of CO2 enhanced hydrolysis by ~26% between 240 and 260 C with comparable hydrolysis products as obtained under N2 but at a 10 C lower temperature. Co-production of inhibitory 5-hydromethyl furfural was mitigated via activated carbon sorption, facilitating fermentative biohydrogen production from the hydrolysate by Escherichia coli. Post-fermentation E. coli cells were recycled to biomanufacture supported Pd/Ru nanocatalyst to up-convert liquid-extracted 5-HMF to 2,5-dimethyl furan, a precursor of ‘drop in’ liquid fuel, in a one-pot reaction. This side stream up-valorisation mitigates against the high ‘parasitic’ energy demand of cellulose bioenergy, potentially increasing process viability via the coupled generation of two biofuels. This is discussed with respect to example data obtained via a hydrogen biotechnology with catalytic side stream up-conversion from cellulose feedstock.UK Research & Innovation (UKRI)Engineering & Physical Sciences Research Council (EPSRC) EP/D05768X/1 EP/E034888/1UK Research & Innovation (UKRI)Biotechnology and Biological Sciences Research Council (BBSRC) BB/C516195/2 BB/E003788/1UK Research & Innovation (UKRI)Natural Environment Research Council (NERC) NE/L014076/1Royal Society of LondonEuropean CommissionGovernment of Mexico 203186Spanish Government Sistema Nacional de Garantia Juvenil grant (Promocion de Empleo Joven e Implantacion de la Garantia Juvenil 2014, MINECO) PEJ-2014-P-00391General Electric POC4

Characterization of Palladium Nanoparticles Produced by Healthy and Microwave-Injured Cells of Desulfovibrio desulfuricans and Escherichia coli

Numerous studies have focused on the bacterial synthesis of palladium nanoparticles (bio-Pd NPs), via uptake of Pd (II) ions and their enzymatically-mediated reduction to Pd (0). Cells of Desulfovibrio desulfuricans (obligate anaerobe) and Escherichia coli (facultative anaerobe, grown anaerobically) were exposed to low-dose radiofrequency (RF) radiation(microwave (MW) energy) and the biosynthesized Pd NPs were compared. Resting cells were exposed to microwave energy before Pd (II)-challenge. MW-injured Pd (II)-treated cells (and non MW-treated controls) were contacted with H2 to promote Pd(II) reduction. By using scanning transmission electron microscopy (STEM) associated with a high-angle annular dark field (HAADF) detector and energy dispersive X-ray (EDX) spectrometry, the respective Pd NPs were compared with respect to their mean sizes, size distribution, location, composition, and structure. Differences were observed following MWinjury prior to Pd(II) exposure versus uninjured controls. With D. desulfuricans the bio-Pd NPs formed post-injury showed two NP populations with different sizes and morphologies. The first, mainly periplasmically-located, showed polycrystalline Pd nano-branches with different crystal orientations and sizes ranging between 20 and 30 nm. The second NPpopulation, mainly located intracellularly, comprised single crystals with sizes between 1 and 5 nm. Bio-Pd NPs were produced mainly intracellularly by injured cells of E. coli and comprised single crystals with a size distribution between 1 and 3 nm. The polydispersity index was reduced in the bio-Pd made by injured cells of E. coli and D. desulfuricans to 32% and 39%, respectively, of the values of uninjured controls, indicating an increase in NP homogeneity of 30–40% as a result of the prior MWinjury. The observations are discussed with respect to the different locations of Pd(II)-reducing hydrogenases in the two organisms and with respect to potential implications for the catalytic activity of the produced NPs following injury-associated altered NP patterning.The study was supported by NERC (grant NE/L014076/1) to LEM

Synthesis of Pd/Ru Bimetallic Nanoparticles by Escherichia coli and Potential as a Catalyst for Upgrading 5-Hydroxymethyl Furfural Into Liquid Fuel Precursors

Escherichia coli cells support the nucleation and growth of ruthenium and ruthenium-palladium nanoparticles (Bio-Ru and Bio-Pd/Ru NPs). We report a method for the synthesis of these monometallic and bimetallic NPs and their application in the catalytic upgrading of 5-hydroxymethyl furfural (5-HMF) to 2,5 dimethylfuran (DMF). Examination using high resolution transmission electron microscopy with energy dispersive X-ray microanalysis (EDX) and high angle annular dark field (HAADF) showed Ru NPs located mainly at the cell surface using Ru(III) alone but small intracellular Ru-NPs (size 1–2 nm) were visible only in cells that had been pre-“seeded” with Pd(0) (5 wt%) and loaded with equimolar Ru. Pd(0) NPs were distributed between the cytoplasm and cell surface. Cells bearing 5% Pd/5% Ru showed some co-localization of Pd and Ru but chance associations were not ruled out. Cells loaded to 5 wt% Pd/20 wt% Ru showed evidence of core-shell structures (Ru core, Pd shell). Here, with MTHF as the reaction solvent the commercial Ru/C catalyst had little activity (100% conversion, negligible selectivity to DMF) whereas the 5 wt% Pd/5 wt% Rubio-bimetallic gave 100% conversion and 14% selectivity to DMF from material extracted from hydrolyzates. The results indicate a potential green method for realizing increased energy potential from biomass wastes as well as showing a bio-based pathway to manufacturing a scarcely described bimetallic material.The project was funded by NERC grant NE/L014076/1 to LM (Program: “Resource Recovery from Wastes”). The Science City Photoemission Facility used in this research was funded through the Science Cities Advanced Materials Project 1: “Creating and Characterizing Next Generation of Advanced Materials” with support from AWM and ERDF funds. The microscopy work was conducted at “Centro de Instrumentación Cientifica” at the University of Granada, Spain

Factores relacionados con la adherencia al tratamiento farmacológico para el VIH/SIDA

Objetivo: Establecer la prevalencia de adherencia al tratamiento farmacológico y sus fac- tores relacionados en personas diagnosticadas con VIH/sida en una institución de salud de la ciudad de Cali (Colombia). Método: El estudio fue observacional transversal. La muestra estuvo compuesta por 127 pacientes con VIH/sida, bajo tratamiento antirretroviral, controlados en una institución de salud, seleccionados aleatoriamente. Para la medición de la variable “resultado” (adhe- rencia al tratamiento farmacológico) se utilizó el Cuestionario de adherencia al tratamien- to para el VIH/sida. Para la medición de las variables de exposición (factores personales, de la enfermedad y el tratamiento, sociales-interpersonales y del sistema de salud) se utilizó un cuestionario de autorreporte construido para el estudio y un formato de datos de la historia clínica del paciente. Resultados: La prevalencia de adherencia al tratamiento farmacológico fue de 84 %. El análisis de los factores relacionados con la adherencia muestra que tienen menor oportu- nidad de estar adheridos al tratamiento farmacológico quienes son menores de 40 años, de estrato socioeconómico bajo, perciben barreras para el tratamiento, toman más de 4 pasti- llas diarias y las mujeres con pareja o hijos diagnosticados con VIH/sida. Conclusiones: Los resultados del estudio señalan algunos lineamientos para direccionar las intervenciones que buscan mejorar la adherencia farmacológica con el fin de controlar la infección, promover la calidad de vida de los pacientes, disminuir el impacto social y el costo económico de su manejo y complicaciones

Sentido de la vida y comunidad

En el contexto de las “vidas líquidas” propias del mundo contemporáneo y con la coyuntura del aislamiento social por la pandemia de COVID-19 de por medio, los catorce artículos reunidos en este volumen pretenden reflexionar sobre el sentido de la vida, desde perspectivas teológicas, filosóficas, artísticas o pedagógicas, pero siempre teniendo a la comunidad como un horizonte de llegada. Desde la encíclica del papa Francisco Fratelli Tutti y la pedagogía del amor en Don Bosco, hasta el humanismo de José Martí y el Epimeleia Heautou de Foucault, pasando por figuras como Ignacio Ellacuría y Estanislao Zuleta, todos los conceptos y autores trabajados en estos textos echan una mirada crítica sobre las perspectivas individualistas de la vida, que pretenden darle sentido desde el disfrute egoísta y el aislamiento. Así, cada artículo nos interpela a buscar la mejor forma de habitar el mundo con los otros y entonces preguntarnos por el sentido de nuestras vidas

Gestión territorial de la salud: perspectivas, aprendizajes y aportes a la práctica.

RESUMEN: Presentación. -- Lo clásico de los modelos de salud y de la atención primaria (APS): bases conceptuales previas a la investigación y a la renovación. -- Desigualdades territoriales en la salud de la población de la cuenca del río San Juan del suroeste antioqueño, caracterizadas por la estrategia de APS durante el periodo 2014-2015. -- Salud en los territorios (Escenas de una película colombiana). -- La relación universidad y municipios: visiones, acciones y decisiones para el desarrollo local. -- La acción intersectorial por la salud: una vía para la incidencia en los procesos sociales determinantes de la salud. -- La comunicación en la APS: una experiencia más allá de los medios. -- "Uno solo no es capaz". Desafíos de la gestión territorial de la salud en el ámbito municipal. -- El cuidado y la atención primaria en salud como simbiosis en un campo de acción de la enfermería: retos para una práctica interdisciplinaria basada en la atención primaria en salud. -- Influencia de los actores del sistema de salud en la reorientación de los servicios de salud en los municipios de la cuenca del río San Juan del suroeste antioqueño. -- Oportunidades y retos de la telesalud para la gestión integral de la atención primaria en salud. -- Construcción de una micro red integrada de servicios de salud. Diagnóstico inicial, conceptos básicos y criterios para su conformación. --- Sala situacional de salud. Una metodología para la toma de decisiones en salud, municipio de Ciudad Bolívar, Antioquia, 2016. RESUMEN : Gestión territorial de la salud: perspectivas, aprendizajes y aportes a la práctica es una compilación de análisis y reflexiones derivadas de la implementación del proyecto “Fortalecimiento de capacidades locales para la implementación de la estrategia de APS en los municipios de la cuenca del río San Juan de la región del Suroeste de Antioquia 2015-2016” cofinanciado por la Vicerrectoría de Extensión de la Universidad de Antioquia. El proyecto representó la posibilidad de resignificar la manera de entender los desafíos de la gestión territorial de la salud en un contexto de profundas contradicciones producto de la orientación mercantil del sistema de salud, entendiendo que mientras la política nacional permanezca dominada por los intereses de la competencia y el afán de lucro que promueve el mercado, es necesario intentar la construcción de fuerzas antagónicas en los actores locales, quienes pueden reivindicar la solidaridad, la participación y la cooperación como los criterios esenciales para gestionar la salud en el territorio y la reorganización de los servicios de salud. Los textos pretenden ser insumo para el diálogo y la discusión de los equipos locales de salud, los líderes comunitarios, los tomadores de decisiones en los territorios, para estudiantes, docentes e investigadores interesados en comprender el complejo escenario de la gestión local de la salud en el país

Síntesis de nanopartículas de paladio y rutenio a partir de soluciones metálicas, por medio de bacterias, con aplicaciones en reacciones de catálisis

En la presente tesis doctoral se describe la reducción bacteriana de paladio (Pd) y rutenio (Ru) en estado iónico, procedentes de soluciones en forma de nanopartículas monometálicas y bimetálicas con una elevada actividad catalítica. Algunas cepas bacterianas son capaces de reducir de forma enzimática el Pd(II) a Pd(0) mediante la adicción de una fuente externa donadora de electrones. Las nanopartículas (NPs) formadas son retenidas e inmovilizadas en el citoplasma, membrana y periplasma de las células bacterianas, dando como resultado la formación de pequeñas NPs con un tamaño homogéneo y elevadas propiedades catalíticas. La actividad catalítica de las NPs de Pd formadas por las células bacterianas resulta ser, en ocasiones, mayor que la de los catalizadores comerciales con la ventaja adicional de haber sido producidas de una forma mucho más económica y con metodologías no perjudiciales para el medio ambiente. Estudios previos han demostrado la habilidad de algunas bacterias de recuperar oro (Au) y Pd procedentes de desechos mediante el uso de células bacterianas de Escherichia coli y Desulfovibrio desulfuricans, y se han identificado algunas de las principales enzimas que juegan un papel importante en la formación inicial y nucleación de las NPs de Pd. Otros estudios también han demostrado la capacidad de algunas bacterias de sintetizar NPs bimetálicas de Au y Pd y de Pd y Ru. En el primer capítulo de la presente tesis doctoral se han empleado células de E. coli para la síntesis bacteriana de NPs de Pd/Ru. Una información más detallada acerca de la estructura de dichas NPs bimetálicas se obtuvo mediante el uso combinado de técnicas espectroscópicas y microscópicas; una estructura “core/shell” (compuesta por Ru en el interior y Pd en el exterior de la NPs bimetálica) fue obtenida por un mecanismo similar al previamente demostrado por Deplanche et al., (2012) con NPs bimetálicas de Pd/Au sintetizadas por E. coli. Además, las notorias propiedades catalíticas de las NPs bimetálicas se pusieron de manifiesto mediante la conversión catalítica del compuesto 5-hidroximetilfurfural (5-HMF) (un producto intermediario de gran interés para la industria de química fina y de biocombustibles generado por la degradación térmica de glúcidos y celulosa) al compuesto 2,5-dimetilfurano (2,5-DMF), un valioso compuesto que puede ser empleado como biocombustible con unas propiedades similares al etanol. En el segundo capítulo de esta tesis, se comprobó la habilidad de sintetizar NPs bimetálicas de Pd/Ru empleando un desecho bacteriano de un consorcio de bacterias acidófilas sulfato-reductoras obtenidas de un biorreactor destinado a procesos de bioloxiviación. Por otro lado, también se empleó, con el mismo propósito, otra bacteria sulfato-reductora más conocida como D. desulfuricans. Tanto las NPs bimetálicas sintetizadas por D. desulfuricans como las sintetizadas por el consorcio bacteriano mostraron una elevada actividad catalítica para la conversión del compuesto 5-HMF en 2,5-DMF. En el tercer capítulo tesis doctoral se llevó a cabo el uso de una fuente externa de radio frecuencia (RF) o energía microondas (MW) sobre células bacterianas de E. coli y D. desulfuricans en suspensión, previamente a ser expuestas a una solución de Pd(II). Esta exposición a MW, previa al proceso de síntesis de NPs de Pd, tuvo como resultado final una mayor dispersión de las NPs resultantes contenidas en la bacteria que las NPs formadas por bacterias que no habían sido expuestas a energía MW. En el capítulo cuatro, la actividad catalítica de las NPs de Pd sintetizadas por células de D. desulfuricans se comprobó mediante la reacción de hidrogenación del compuesto 2-pentino, demostrando una mayor actividad catalítica.In this thesis, the bioconversion of palladium and ruthenium solutions into valuable monometallic and bimetallic nanoparticles with highly catalytic activity is described. Bacteria can enzymatically reduce Pd(II) at the expense of an exogenous electron donor to Pd(0). The resulting nanoparticles (NPs) are immobilised in the cytoplasm, membrane and periplasm of the cells resulting in small NPs with a homogeneous size and high catalytic properties. The catalytic activity of the biogenic Pd NPs is sometimes higher than the commercial catalysts with the additional advantage of being synthesized using more economic and environmentally friendly methodologies. Previous studies have shown the ability of some bacteria to recover gold and palladium from wastes using cells of Escherichia coli and Desulfovibrio desulfuricans and have elucidated some of the main enzymes involve in the initial nucleation and formation of Pd NPs. Other studies proved the ability of bacteria to synthesize bimetallic NPs of gold and palladium and palladium and ruthenium. In this study, cells of E. coli were used for the synthesis of bimetallic NPs of Pd/Ru. A detailed information of the structure of the bimetallic NPs was provided using a combination of spectroscopic and microscopic techniques; a “core/shell” (Ru core, Pd shell) structure was reported with a similar mechanism to that reported previously by Deplanche et al., (2012) with E. coli Pd/Au NPs. In addition, the catalytic properties of the bio-bimetallic NPs were reported for the conversion of 5-hydroxymethylfurfural (5-HMF) (a waste compound derived from the hydrolysis of starch and cellulose for obtaining biofuel) into 2,5-dimethylfuran (2,5-DMF), a valuable compound with similar properties to ethanol, with onward application as biodiesel. The ability to synthesize Pd/Ru NPs was tested using a consortium of acidophilic sulfidogenic (CAS) waste culture recovered from an unrelated biotechnology process together with a traditional sulfidogenic bacterium (D. desulfuricans). D. desulfuricans and CAS culture showed high activity for the conversion of 5-HMF into 2,5-DMF. Finally, an external source of radio-frequency (RF) (microwave energy (MW)) was applied to resting cells (i.e. before being exposed to Pd(II) solution) of E. coli and D. desulfuricans reporting changes in the dispersity of the resulted Pd NPs compared with untreated cells. The catalytic activity of Pd-NPs on MW-pretreated cells of D. desulfuricans was tested for the hydrogenation of 2-pentyne, showing increased catalytic properties as compared to Pd-NPs on untreated cells.Tesis Univ. Granada.Sistema Nacional de Garantía Juvenil grant PEJ-2014-P-0039

Combined bioreduction and volatilization of SeVI by Stenotrophomonas bentonitica: Formation of trigonal selenium nanorods and methylated species

Nowadays, metal pollution due to the huge release of toxic elements to the environment has become one of the world’s biggest problems. Bioremediation is a promising tool for reducing the mobility and toxicity of these contaminants (e.g. selenium), being an efficient, environmentally friendly, and inexpensive strategy. The present study describes the capacity of Stenotrophomonas bentonitica to biotransform SeVI through enzymatic reduction and volatilization processes. HAADF-STEM analysis showed the bacterium to effectively reduce SeVI (200 mM) into intra- and extracellular crystalline Se0 nanorods, made mainly of two different Se allotropes: monoclinic (m-Se) and trigonal (t-Se). XAS analysis appears to indicate a Se crystallization process based on the biotransformation of amorphous Se0 into stable t-Se nanorods. In addition, results from headspace analysis by gas chromatography-mass spectometry (GC-MS) revealed the formation of methylated volatile Se species such as DMSe (dimethyl selenide), DMDSe (dimethyl diselenide), and DMSeS (dimethyl selenenyl sulphide). The biotransformation pathways and tolerance are remarkably different from those reported with this bacterium in the presence of SeIV. The formation of crystalline Se0 nanorods could have positive environmental implications (e.g. bioremediation) through the production of Se of lower toxicity and higher settleability with potential industrial applications.Grant RTI2018. 101548.B.I00 to M.L.M awarded by the Spain Ministry of Science and Innovatio

Diseño y construcción del prototipo de un vehículo guiado automáticamente - AGV para la empresa SOFASA S.A

El presente artículo expone el proceso de diseño y construcción de un vehículo guiado automático para la planta ensambladora de vehículos RENAULT, SOFASA S.A. -- Esta empresa acudió a la universidad EAFIT para plantear el desarrollo conjunto de la implementación del prototipo de un sistema AGV (automated guided vehicle) en la línea final de ensamble número dos, conformado por un solo vehículo -- Además se plantea realizar una investigación teniendo en cuenta las necesidades actuales de la industria local para determinar el conocimiento y la aplicabilidad de este tipo de sistema