Sol-gel Synthesis, Photo- and Electrocatalytic Properties of Mesoporous TiO2 Modified with Transition Metal Ions

Abstract Mesoporous nanosized titania films modified with Co2+, Ni2+, Mn3+, and Cu2+ ions have been produced by templated sol-gel method and characterized by optical spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), and Brunauer, Emmett, and Teller (BET) surface area measurement. Band gap energy and the position of flat band potentials were estimated by photoelectrochemical measurements. The films doped with transition metals possessed higher photocurrent quantum yield, as well as photo- and electrochemical activity compared to undoped samples. Mn+/TiO2 (M–Co, Ni, Mn, Cu) electrodes with low dopant content demonstrate high efficiency in electrocatalytic reduction of dissolved oxygen. Polarization curves of TiO2, TiO2/Ni2+, TiO2/Co2+/3+, and TiO2/Mn3+ electrodes contain only one current wave (oxygen reduction current). It means that reaction proceeds without the formation of an intermediate product H2O2

Operating characteristics of the primary flow loop of a conceptual nuclear Brayton space powerplant

Steady state and transient operating characteristics of lithium cooled primary flow loop of nuclear Brayton space power plan

Reconstruction of sub-wavelength features and nano-positioning of gratings using coherent Fourier scatterometry

Optical scatterometry is the state of art optical inspection technique for quality control in lithographic process. As such, any boost in its performance carries very relevant potential in semiconductor industry. Recently we have shown that coherent Fourier scatterometry (CFS) can lead to a notably improved sensitivity in the reconstruction of the geometry of printed gratings. In this work, we report on implementation of a CFS instrument, which confirms the predicted performances. The system, although currently operating at a relatively low numerical aperture (NA = 0.4) and long wavelength (633 nm) allows already the reconstruction of the grating parameters with nanometer accuracy, which is comparable to that of AFM and SEM measurements on the same sample, used as reference measurements. Additionally, 1 nm accuracy in lateral positioning has been demonstrated, corresponding to 0.08% of the pitch of the grating used in the actual experiment

The combined effect of branch position, temperature, and VPD on gas exchange and water-use efficiency of Norway spruce

The impact of climate change on the physiological processes of Norway spruce in Central Europe is a significant concern. The increased temperature and evaporative demand associated with climate change may negatively affect its photosynthesis and carbon-water balance. This study tests the combined effect of branch position, temperature (T) and water vapour pressure deficit (VPD) on net photosynthetic rate (P$_N$), water vapour stomatal conductance (g$_s$), and intrinsic water-use efficiency (WUE$_i$) of Norway spruce. More than 11 000 gas-exchange measurements during the summer of 2018 revealed that branch position significantly affects gas exchange and WUE$_i$ of juvenile Norway spruce trees. Northern branches showed on average 21% increased P$_N$, 35% higher g$_s$, and 8% lower WUE$_i$ compared to the southern branches (across T and VPD conditions). The P$_N$ and g$_s$ differences between the branches were temperature- and VPD-dependent. We observed the negative impact of raising temperature on gas exchange and WUE$_i$ for both treatments, with a 40°C threshold causing a rapid decline in WUE$_i$. Variability of the southern branches\u27 WUE$_i$ at 42°C was abruptly increased due to the decoupling of P$_N$ and g$_s$ (low P$_N$, high g$_s$). Surprisingly, raising VPD showed no significant impact on WUE$_i$ of Norway spruce. The results of this study provide necessary information for upscaling and process-based modelling of whole-crown gas exchange. Moreover, experimental studies of gas exchange should take into consideration the branch position effect to prevent possible bias errors

ДИНАМІКА ПОКАЗНИКІВ СКОРОТЛИВОЇ ФУНКЦІЇ МІОКАРДА ТА ЦЕРЕБРАЛЬНОГО КРОВОТОКУ У ХВОРИХ НА ГІПЕРТОНІЧНУ ХВОРОБУ З НАДЛИШКОВОЮ ВАГОЮ ПІСЛЯ ТЕРАПІЇ АНТИГІПЕРТЕНЗИВНИМИ ЗАСОБАМИ У ПОЄДНАННІ ЗІ СТАТИНАМИ

The aim of the work was to assess the dynamics of systolic, diastolic function and remodeling of the left ventricle of the myocardium, linear blood flow velocities in the basins of the common carotid artery, internal carotid artery, external carotid artery, middle cerebral artery, vertebral artery (V2) in male and female patients with hypertension II stage and overweight under the influence of combination therapy with antihypertensive drugs and rosuvastatin. Material and Methods. In 64 patients, the average age is 59.0 [48.0; 63.0] years, with stage II hypertension and overweight, the dynamics of systolic, diastolic function and remodeling of the left ventricle, linear blood flow velocities in the basins of the common carotid artery, internal carotid artery, external carotid artery, middle cerebral artery, vertebral artery under the influence of combination therapy were evaluated (fixed combinations of antihypertensive drugs – the equator (amlodipine 5 mg and lisinopril 10 mg) and valodip (amlodipine 5 mg and valsartan 80 mg) for 120 days), which includes rosuvastatin 10 mg per day. Results. All patients underwent a general clinical, laboratory and instrumental examination in order to verify the diagnosis, identify complications and associated pathology. During treatment, an improvement in left ventricular contractility, its reverse remodeling, and an increase in systolic ejection power are observed. Indicators of diastolic function of the left ventricle after treatment indicate an improvement in the processes of relaxation of the left ventricle, its compliance and contractility of the left atrium during therapy, a decrease in left ventricular hypertrophy and a decrease in the risk of cardiovascular complications. A significant decrease in the diameters of the examined cerebral arteries (CommonAAA, ICA, ExternalCMA and PAA) against the background of the antihypertensive and antilipidemic therapy indicates an inverse structural and functional remodeling of the cerebral vessels – a decrease in thickness and increased elasticity of the vascular wall. Conclusions. The improvement in the elastic properties of SMA as a result of the therapy indicates a significant reduction in cardiovascular risk, in particular, the risk of stroke. Thus, there is an improvement in cerebral circulation and cerebral trophism, which indicates the adequacy and feasibility of selected regular antihypertensive and anti-lipidemic therapy.Целью работы стала оценка динамики систолической, диастолической функции и ремоделирования левого желудочка миокарда, линейных скоростей кровотока в бассейнах общей сонной артерии, внутренней сонной артерии, наружной сонной артерии, средней мозговой артерии, позвоночной артерии (V2) у больных мужского и женского пола с гипертонической болезнью II стадии и избыточной массой тела под влиянием комбинированной терапии антигипертензивными препаратами и розувастатином. Материал и методы. У 64 пациентов, средний возраст 59.0 [48.0; 63.0] лет, с гипертонической болезнью II стадии и избыточной массой оценивали динамику систолической, диастолической функции и ремоделирования левого желудочка, линейных скоростей кровотока в бассейнах общей сонной артерии, внутренней сонной артерии, внешней сонной артерии, средней мозговой артерии, позвоночной артерии под влиянием комбинированной терапии (фиксированные комбинации антигипертензивных препаратов – экватор (амлодипин 5 мг и лизиноприл 10 мг) и валодип (амлодипин 5 мг и валсартан 80 мг) в течение 120 суток), в которую входит розувастатин 10 мг в сутки. Результаты. Всем больным было проведено общеклиническое, лабораторное и инструментальное обследование с целью верификации диагноза, определения осложнений и сопутствующей патологии. На фоне лечения наблюдаются улучшение сократимости левого желудочка, его обратное ремоделирование и увеличение мощности систолического выброса. Показатели диастолической функции левого желудочка после проведенного лечения свидетельствуют об улучшении процессов релаксации левого желудочка, его податливости и сократимости левого предсердия на фоне проведенной терапии, об уменьшении гипертрофии левого желудочка и снижении риска сердечно-сосудистых осложнений. Достоверное уменьшение диаметров обследованных мозговых артерий (ОбщСА, ВСА, ВнешнСА СМА и ПА) на фоне проведенной антигипертензивной и противолипидемической терапии свидетельствует об обратном структурно-функциональном ремоделировании сосудов головного мозга – уменьшении толщины и повышении эластичности сосудистой стенки. Выводы. Улучшение эластических свойств СМА в результате проведенной терапии свидетельствует о значительном снижении сердечно-сосудистого риска, в частности риска возникновения инсульта. Таким образом, наблюдается улучшение мозгового кровообращения и трофики головного мозга, что свидетельствует об адекватности и целесообразности подобранной регулярной антигипертензивной и противолипидемической терапии.Метою роботи стало оцінити динаміку систолічної, діастолічної функції та ремоделювання лівого шлуночка міокарда, лінійних швидкостей кровотоку в басейнах загальної сонної артерії, внутрішньої сонної артерії, зовнішньої сонної артерії, середньої мозкової артерії, хребцевої артерії (V2) у хворих чоловічої і жіночої статі з гіпертонічною хворобою II стадії і надлишковою масою тіла під впливом комбінованої терапії антигіпертензивними препаратами та розувастатином. Матеріал і методи. У 64 пацієнтів, середній вік 59.0 [48.0; 63.0] років, з гіпертонічною хворобою II стадії і надлишковою вагою оцінювали динаміку систолічної, діастолічної функції та ремоделювання лівого шлуночка, лінійних швидкостей кровотоку в басейнах загальної сонної артерії, внутрішньої сонної артерії, зовнішньої сонної артерії, середньої мозкової артерії, хребцевої артерії під впливом комбінованої терапії (фіксовані комбінації антигіпертензивних препаратів – екватор (амлодипін 5 мг та лізиноприл 10 мг) і валодіп (амлодипін 5 мг та валсартан 80 мг) впродовж 120 діб), до якої входить розувастатин 10 мг на добу. Результати. Усім хворим було проведено загальноклінічне, лабораторне та інструментальне обстеження з метою верифікації діагнозу, визначення ускладнень і супутньої патології. На фоні лікування спостерігаються покращення скоротливості лівого шлуночка, його зворотне ремоделювання і збільшення потужності систолічного викиду. Показники діастолічної функції лівого шлуночка після проведеного лікування свідчать про покращення процесів його релаксації, податливості і скоротливості лівого передсердя на фоні проведеної терапії, про зменшення гіпертрофії лівого шлуночка та зниження ризику серцево-судинних ускладнень. Достовірне зменшення діаметрів обстежених мозкових артерій (ЗагСА, ВСА, ЗовнСА СМА та ХА) на фоні проведеної антигіпертензивної та протиліпідемічної терапії свідчить про зворотне структурно-функціональне ремоделювання судин головного мозку – зменшення товщини та підвищення еластичності судинної стінки. Висновки. Покращення еластичних властивостей СМА в результаті проведеної терапії свідчить про значне зниження серцево-судинного ризику, зокрема ризику виникнення інсульту. Таким чином, спостерігається поліпшення мозкового кровообігу та трофіки головного мозку, що свідчить про адекватність і доцільність підібраної регулярної антигіпертензивної і протиліпідемічної терапії

Shot-noise-limited spin measurements in a pulsed molecular beam

Heavy diatomic molecules have been identified as good candidates for use in electron electric dipole moment (eEDM) searches. Suitable molecular species can be produced in pulsed beams, but with a total flux and/or temporal evolution that varies significantly from pulse to pulse. These variations can degrade the experimental sensitivity to changes in spin precession phase of an electri- cally polarized state, which is the observable of interest for an eEDM measurement. We present two methods for measurement of the phase that provide immunity to beam temporal variations, and make it possible to reach shot-noise-limited sensitivity. Each method employs rapid projection of the spin state onto both components of an orthonormal basis. We demonstrate both methods using the eEDM-sensitive H state of thorium monoxide (ThO), and use one of them to measure the magnetic moment of this state with increased accuracy relative to previous determinations.Comment: 12 pages, 6 figure

A Three Dimensional Analysis of Au-Silica Core-Shell Nanoparticles Using Medium Energy Ion Scattering

The medium energy ion scattering (MEIS) facility at the IIAA Huddersfield has been used for the analysis of a monolayer of Au-silica core-shell nanoparticles deposited on Si substrate. Both spherical and rod shape particles were investigated and the spectra produced by 100 keV He+ ions scattered through angles of 90º and 125º were compared with the results of RBS-MAST [1] simulations performed on artificial 3D model cells containing the nanoparticles. The thickness of the silica shell, the diameter of the Au spheres, and the diameter and length of the Au nano-rods were determined from best fits of the measured set of MEIS spectra. In addition, the effect of ion irradiation on the silica shell and gold core was monitored by MEIS measurements in conjunction with RBS-MAST simulations. Ion bombardment was performed under largely different conditions, i.e., by 30 keV Ar+, 150 keV Fe+, or 2.8 MeV N+ ions in the dose range of 2×1015 - 2×1016 cm-2. Significant changes in the particle geometry can be observed due to ion beam-induced sputtering and recoil effects, the significance of which was estimated from full-cascade SRIM simulations. Rutherford backscattering spectrometry (RBS), Field emission scanning electron microscopy (FESEM), and Atomic Force Microscopy (AFM) techniques have been applied as complementary characterization tools to monitor the amount of gold and surface morphology on the un-irradiated and irradiated sample areas. We show that MEIS can yield spatial information on the geometrical changes of particulate systems at the nanometre scale