Strain- and Adsorption-Dependent Electronic States and Transport or Localization in Graphene

The chapter generalizes results on influence of uniaxial strain and adsorption on the electron states and charge transport or localization in graphene with different configurations of imperfections (point defects): resonant (neutral) adsorbed atoms either oxygen- or hydrogen-containing molecules or functional groups, vacancies or substitutional atoms, charged impurity atoms or molecules, and distortions. To observe electronic properties of graphene-admolecules system, we applied electron paramagnetic resonance technique in a broad temperature range for graphene oxides as a good basis for understanding the electrotransport properties of other active carbons. Applied technique allowed observation of possible metal-insulator transition and sorption pumping effect as well as discussion of results in relation to the granular metal model. The electronic and transport properties are calculated within the framework of the tight-binding model along with the Kubo-Greenwood quantum-mechanical formalism. Depending on electron density and type of the sites, the conductivity for correlated and ordered adsorbates is found to be enhanced in dozens of times as compared to the cases of their random distribution. In case of the uniaxially strained graphene, the presence of point defects counteracts against or contributes to the band-gap opening according to their configurations. The band-gap behaviour is found to be nonmonotonic with strain in case of a simultaneous action of defect ordering and zigzag deformation. The amount of localized charge carriers (spins) is found to be correlated with the content of adsorbed centres responsible for the formation of potential barriers and, in turn, for the localization effects. Physical and chemical states of graphene edges, especially at a uniaxial strain along one of them, play a crucial role in electrical transport phenomena in graphene-based materials.Comment: 16 pages, 10 figure

Donors of effective genes for scald resistance in barley

Background. One of the most harmful diseases of barley in all areas of its cultivation is scald. The causal agent Rhynchosporium commune Zaffarano, B.A. McDonald & A. Linde (formerly – Rhynchosporium secalis (Oudem.) J.J. Davis) is characterized by a high level of variability, which leads to the emergence of new pathotypes and the loss of resistance of a number of cultivars. Most barley cultivars recommended for cultivation are highly affected by the pathogen. The aim of the study was to find new donors of effective barley resistance genes to R. commune.Materials and methods. Resistance to the fungus was tested in 99 accessions of barley landraces from 18 countries under laboratory and field conditions. The experiments employed isolates and clones of R. commune isolated from plants collected in Leningrad Province. Plant resistance was scored using point scales. Genetic control of fungal resistance was studied in the selected accessions using hybridological analysis.Results and conclusions. We identified 3 accessions of barley landraces, which retained high resistance to the fungus for six years of study in the field under inoculation with different populations of R. commune. Accessions k-31504 (Macedonia), k-31505 (Ethiopia) and k-31503 (India) are protected by R. commune resistance genes, which differ from each other, are not allelic to the previously identified effective Rrs9 gene, and manifest themselves throughout all stages of barley ontogenesis. Each of accessions k-31504 and k-31505 incorporates 2 recessive pathogen resistance genes; k-31503 carries 3 recessive resistance genes

Genetic control of scald resistance in barley landraces

Scald (Rhynchosporium secalis (Oudem.) J.J. Davis pathogenic agent) is one of the most harmful barley diseases. A high variability of this fungi explains the occurrence of new aggressive pathotypes and, accordingly, loss of cultivar resistance. It was found that many recently selected varieties of barley and previously identified sources of resistance to R. secalis are now susceptible to the pathogen. There is only one gene, Rrs9, that maintains efficiency against pathogen populations in Russia. The aim of this study is to find donors of genes for effective resistance to scald with the ability to easily transfer this trait for hybridization. The inheritance of scald resistance in 33 barley landraces was studied. Analysis of the interaction between the pathogen test clones and the host plant revealed a difference between the alleles determining fungal resistance in 32 barley forms, the previously effective genes Rrs4, rrs6, rrs7, and currently effective Rrs9. It was found that 30 accessions are protected by new unidentified genes for scald resistance. Accessions k-18398 and k-16231 from China are likely to possess allelic genes for scald resistance, while the gene (or genes) of accession k-31075 from Nepal is allelic to the Rrs9 gene. It was demonstrated by hybridological analysis that accessions k-3307, k-15868, k-18989 and k-3481 are protected by effective genes for scald resistance, which differ from each other and which are not allelic to the Rrs4, rrs6, rrs7 or Rrs9 genes. Accessions k-15868 and k-3481 possess two complementary recessive genes for scald resistance, k-18989 has two recessive genes, and k-3307 carries one recessive gene for pathogen resistance. The resistance genes of these forms are manifested during all the stages of plant ontogenesis

Combined Matrix-Isolation Infrared and Theoretical DFT and ab Initio Study of the Nonionized Valine Conformers

We present results of the first experimental observation of the nonionized natural amino acid valine. The study has employed the matrix-isolation IR spectroscopy and the density functional theory (DFT) and ab initio calculations. In the calculations geometries of nine low-energy valine conformers were optimized using the DFT method with the B3LYP parametrization and the 6-31++G** basis set. Additionally, the relative energies of the conformers were calculated at the MP2/6-31++G** level. The harmonic frequencies and IR intensities were calculated for all the minima found. These data were used to separate and assign the bands of the valine conformers in the experimental spectra. We found that two valine conformers are present in the Ar matrix: one with a bifurcated NH 2 ‚‚‚OdC H-bond (conformer Ia) and one with a N‚‚‚H-O H-bond (conformer IIa). A trace amount of a third valine conformer with NH 2 ‚‚‚O-C H-bond (conformer IIIb) was also detected. The conformational composition of the matrix-deposited nonionized valine was determined on the basis of observed and predicted IR intensities of the bands of different conformers. The composition is ∼94% of conformer Ia, ∼5% of conformer IIa, and less than 2% of conformer IIIb. The presence of three valine conformers in the Ar matrix results in broadening and/or in multiplex structures of some bands in the valine IR spectrum. Common features in the IR spectra of some nonionized natural aliphatic amino acids are discussed

A New Ant Species of the Genus Tetramorium Mayr, 1855 (Hymenoptera: Formicidae) from Saudi Arabia, with a Revised Key to the Arabian Species

Tetramorium amalae sp. n. is described and illustrated from Saudi Arabia based on two worker caste specimens collected in Al Bahah region. The new species belongs to the T. shilohense group and appears to be closely related to T. dysderke Bolton from Nigeria. T. amalae is distinguished by having well-developed frontal carinae, smaller eyes, greater head length and width, greater pronotal width, and the petiole node is longer than broad. Tetramorium latinode Collingwood & Agosti is recorded for the first time from Saudi Arabia and for only the second time since the original description. The worker caste of T. latinode is redescribed and illustrated using scanning electron micrographs to facilitate recognition and the gyne is described for the first time with observations given on species relationships, biology and habitat. A revised key to the nineteen Tetramorium species recorded from Arabian Peninsula based on worker castes is provided. Tetramorium bicarinatum (Nylander) is recorded for the first time from Saudi Arabia. It is suggested that T. amalae and T. latinode are endemic to the Arabian Peninsula

Charged-Particle Multiplicity in Proton-Proton Collisions

This article summarizes and critically reviews measurements of charged-particle multiplicity distributions and pseudorapidity densities in p+p(pbar) collisions between sqrt(s) = 23.6 GeV and sqrt(s) = 1.8 TeV. Related theoretical concepts are briefly introduced. Moments of multiplicity distributions are presented as a function of sqrt(s). Feynman scaling, KNO scaling, as well as the description of multiplicity distributions with a single negative binomial distribution and with combinations of two or more negative binomial distributions are discussed. Moreover, similarities between the energy dependence of charged-particle multiplicities in p+p(pbar) and e+e- collisions are studied. Finally, various predictions for pseudorapidity densities, average multiplicities in full phase space, and multiplicity distributions of charged particles in p+p(pbar) collisions at the LHC energies of sqrt(s) = 7 TeV, 10 TeV, and 14 TeV are summarized and compared.Comment: Invited review for Journal of Physics G -- version 2: version after referee's comment

Методологічні підходи до визначення холодопродуктивності систем кондиціювання повітря за змінних кліматичних умов

Методологічні підходи до визначення холодопродуктивності систем кондиціювання повітря за змінних кліматичних умов = Methodological approaches to determining the air conditioning systems cooling capacity at varying climatic conditions / Є. І. Трушляков, А. М. Радченко, М. І. Радченко, С. Г. Фордуй, С. А. Кантор, Б. С. Портной // Авиационно-космическая техника и технология. – 2019. – № 7 (159). – С. 71–75.Одним з найбільш привабливих резервів підвищення енергетичної ефективності систем кондиціювання повітря є забезпечення роботи холодильних компресорів в номінальному або близькому до номінального режимах шляхом вибору раціонального проектного теплового навантаження та його розподілу в межах його проектної величини відповідно до характеру поточного теплового навантаження за змінних поточних кліматичних умов з метою максимального або близького до нього річного виробництва холоду відповідно до його витрат на кондиціювання повітря. В загальному випадку весь діапазон поточних теплових навантажень будь-якої системи кондиціювання повітря включає діапазон нестабільних навантажень, пов’язаних з попереднім охолодженням зовнішнього повітря зі значними коливаннями витрат холодопродуктивності відповідно до поточних кліматичних умов, і порівняно стабільну частку холодильної потужності, що витрачається на подальше зниження температури повітря від певної порогової температури до кінцевої температури на виході. Цілком очевидно, що стабільний діапазон теплового навантаження може бути забезпечений при роботі звичайного компресора в режимі, близькому до номінального режимі, тоді як попереднє охолодження зовнішнього повітря зі значними коливаннями теплового навантаження потребує регулювання холодопродуктивності шляхом застосування компресора з регульованою швидкістю. Таким чином, за характером зміни поточних теплових навантажень будь-яка система кондиціювання повітря, чи то центральна система кондиціювання повітря з його тепловологісною обробкою в центральному кондиціонері, чи то її комбінація з місцевою рециркуляційною системою кондиціювання повітря в приміщеннях, по суті, складається з двох підсистем: попереднього охолодження зовнішнього повітря і його подальшого охолодження до встановленої кінцевої температури. Запропонований метод розподілу проектного теплового навантаження в залежності від характеру поточних теплових навантажень є корисним для раціонального проектування систем центрального кондиціювання повітря та їх комбінованих версій з місцевою системою кондиціювання повітря.One of the most attractive reserves for improving the energy efficiency of air conditioning systems is to ensure the operation of refrigeration compressors in nominal or close to nominal modes by selecting a rational design heat load and distributing it within its design value according to the behavior of the current heat load under variable current climatic conditions to provide the maximum or close to maximum annual cooling capacity generation according to cooling duties of air conditioning. In the general case, the overall range of current thermal loads of any air conditioning system includes a range of unstable loads associated with the precooling of ambient air with significant fluctuations in cooling capacity according with current climatic conditions, and a relatively stable range of cooling capacity consumed to further reduce air temperature from a certain threshold temperature to the final outlet temperature. It is quite obvious that a stable range of heat load can be ensured within operating a conventional compressor in a mode close to the nominal mode while precooling the ambient air with significant fluctuations in heat load requires regulation of the cooling capacity through the use of a variable speed compressor. Thus, in response of the behavior of the change in current heat loads, any air conditioning system, whether the central air-conditioning system with its heat procession in a central air conditioner, or a combination thereof with a local recirculation system of indoor air, essentially consists of two subsystems: pre-cooling the ambient air and then cooling it to the set point temperature. The proposed method of distribution of design heat load depending on the behavior of the current heat load is useful for the rational design of central air conditioning systems and their combined versions with the local air conditioning system.Одним из самых привлекательных резервов повышения энергетической эффективности систем кондиционирования воздуха является обеспечение работы холодильных компрессоров в номинальном или близком к номинальному режимах путем выбора рационального проектной тепловой нагрузки и ее распределения в пределах ее проектной величины в соответствии с характером текущей тепловой нагрузки в соответствии с меняющимися текущими климатическими условиями с целью максимального или близкого к нему годового производства холода в соответствии с его расходованием на кондиционирование воздуха. В общем случае весь диапазон текущих тепловых нагрузок любой системы кондиционирования воздуха включает диапазон нестабильных нагрузок, связанных с предварительным охлаждением наружного воздуха со значительными колебаниями затрат холодопроизводительности в соответствии с текущими климатическими условиями, и сравнительно стабильную долю холодопроизводительности, расходуемой на снижение температуры воздуха от определенной пороговой температуры до конечной температуры на выходе. Совершенно очевидно, что стабильный диапазон тепловой нагрузки может быть обеспечен при работе обычного компрессора в режиме, близком к номинальному, тогда как предварительное охлаждение наружного воздуха со значительными колебаниями тепловой нагрузки требует регулирования холодопроизводительности путем применения компрессора с регулируемой скоростью. Таким образом, по характеру изменения текущих тепловых нагрузок любая система кондиционирования воздуха, то ли центральная система кондиционирования воздуха с его тепловлажностной обработкой в центральном кондиционере, то ли ее комбинация с местной рециркуляционной системой кондиционирования воздуха в помещениях, по сути, состоит из двух подсистем: предварительного охлаждения наружного воздуха и его дальнейшего охлаждения до установленной конечной температуры. Предложенный метод распределения проектного тепловой нагрузки в зависимости от характера текущих тепловых нагрузок весьма полезный для рационального проектирования систем центрального кондиционирования воздуха и их комбинированных версий с местной системой кондиционирования воздуха

Matrix-Isolation Infrared and Theoretical Studies of the Glycine Conformers

The IR spectra of nonionized glycine and its deuterated derivatives isolated in the low-temperature argon matrices have been measured, and for the first time the infrared spectral characteristics of the three most stable conformers have been determined and assigned. Correlated level ab initio and density functional theory (DFT) calculations of IR frequencies and intensities with extended basis sets were performed and their results were employed to separate the bands of the glycine conformers in the experimental spectra and to assist the assignment. The intramolecular interconversion, conformer III w conformer I, which is observed in the matrices at temperatures higher than 13 K, was found to cause a significant decrease of the band intensities of conformer III in the spectra. This phenomenon was used to distinguish the vibrational bands of this conformer from the bands of the other conformers. The reliability of the Møller-Plesset second-order perturbation theory (MP2) method and the DFT method with the three-parameter density functional, Becke3LYP, in the prediction of the IR spectra of the nonionized glycine conformers was examined. We found that the DFT/Becke3LYP method with aug-cc-pVDZ basis set yields vibrational frequencies of the glycine conformers very similar to the MP2 results. Both DFT and MP2 results are in the excellent agreement with the experimental data

Підвищення ефективності систем кондиціювання повітря шляхом розподілу теплового навантаження за ступеневим принципом

Підвищення ефективності систем кондиціювання повітря шляхом розподілу теплового навантаження за ступеневим принципом = Increasing the efficiency of air conditioning systems by distributing the thermal load according to the stage principle / Є. І. Трушляков, М. І. Радченко, А. М. Радченко, С. Г. Фордуй, С. А. Кантор, В. С. Ткаченко, Б. С. Портной // Авиационно-космическая техника и технология. – 2019. – № 8 (160). – С. 49–53.Підтримання роботи холодильних компресорів в номінальному або близькому до нього режимах шляхом вибору раціонального проектного теплового навантаження та його розподілу за характером зміни поточного теплового навантаження відповідно до поточних кліматичних умов є одним з перспективних резервів підвищення енергетичної ефективності систем кондиціювання повітря, реалізація якого забезпечує досягнення максимального або близького до нього річного виробництва холоду відповідно до його витрат на кондиціювання повітря. В загальному випадку весь діапазон поточних теплових навантажень будь-якої системи кондиціювання повітря включає діапазон нестабільних навантажень, обумовлених попереднім охолодженням зовнішнього повітря зі значними коливаннями витрат холодопродуктивності відповідно до поточних кліматичних умов, і діапазон порівняно стабільної холодильної потужності, що витрачається на подальше зниження температури повітря від певної порогової температури до кінцевої температури на виході. Якщо діапазон стабільного теплового навантаження може бути забезпечений при роботі звичайного компресора в режимі, близькому до номінального, то попереднє охолодження зовнішнього повітря зі значними коливаннями теплового навантаження потребує регулювання холодопродуктивності шляхом застосування компресора з регульованою швидкістю або ж використання надлишку холоду, закумульованого при знижених теплових навантаженнях. Такий ступеневий принцип охолодження забезпечує узгодження роботи холодильних машин з характером зміни поточних теплових навантажень будь-якої системи кондиціювання повітря, чи то центральної системи кондиціювання повітря з його тепловологісною обробкою в центральному кондиціонері, чи то її комбінації з місцевою рециркуляційною системою кондиціювання повітря в приміщеннях, по суті, як комбінації підсистем – попереднього охолодження зовнішнього повітря з регулюванням холодопродуктивності та подальшого охолодження повітря до встановленої кінцевої температури в умовах відносно стабільного теплового навантаження.Maintaining the operation of refrigeration compressors in nominal or close modes by selecting a rational design thermal load and distributing it in response to the behavior of the current thermal load according to the current climatic conditions is one of the promising reserves for improving the energy efficiency of air conditioning systems, which implementation ensures maximum or close to it in the annual cooling production according to air conditioning duties. In general case, the total range of current thermal loads of any air-conditioning system includes a range of unstable loads caused by precooling of ambient air with significant fluctuations in the cooling capacity according to current climatic conditions, and a range of relatively stable cooling capacity expended for further lowering the air temperature from a certain threshold temperature to the final outlet temperature. If a range of stable thermal load can be provided within operating a conventional compressor in a mode close to nominal, then precooling the ambient air with significant fluctuations in thermal load requires adjusting the cooling capacity by using a variable speed compressor or using the excess of heat accumulated at reduced load. Such a stage principle of cooling ensures the operation of refrigerating machines matching the behavior of current thermal loads of any air-conditioning system, whether the central air conditioning system with ambient air procession in the central air conditioner or its combination with the local indoors recirculation air conditioning systems in the air-conditioning system. in essence, as combinations of subsystems – precooling of ambient air with the regulation of cooling capacity and subsequent cooling air to the mouth of the set point temperature under relatively stable thermal load