Method for measuring reflectance of semiconductor disk laser gain element under optical pump excitation

We present a new measurement method for measuring the spectral reflectance of a semiconductor disk laser gain element under optical pumping, providing valuable information on the spectral dependence of gain under close-to-normal operating conditions

MATILDA.FT, a Mesoscale Simulation Package for Inhomogeneous Soft Matter

In this paper we announce the public release of a massively-parallel, GPU-accelerated software, which is the first to combine both coarse-grained molecular dynamics and field-theoretical simulations in one simulation package. MATILDA.FT (Mesoscale, Accelerated, Theoretically-Informed, Langevin, Dissipative particle dynamics, and Field Theory) was designed from the ground-up to run on CUDA-enabled GPUs, with the Thrust library acceleration, enabling it to harness the possibility of massive parallelism to efficiently simulate systems on a mesoscopic scale. MATILDA.FT is a versatile software, enabling the users to use either Langevin dynamics or Field Theory to model their systems - all within the same software. It has been used to model a variety of systems, from polymer solutions, and nanoparticle-polymer interfaces, to coarse-grained peptide models, and liquid crystals. MATILDA.FT is written in CUDA/C++ and is object oriented, making its source-code easy to understand and extend. The software comes with dedicated post-processing and analysis tools, as well as the detailed documentation and relevant examples. Below, we present an overview of currently available features. We explain in detail the logic of parallel algorithms and methods. We provide necessary theoretical background, and present examples of recent research projects which utilized MATILDA.FT as the simulation engine. We also demonstrate how the code can be easily extended, and present the plan for the future development. The source code, along with the documentation, additional tools and examples can be found on GitHub repository.Comment: 18 pages, 9 figure

Optimization of broadband semiconductor chirped mirrors with genetic algorithm

Genetic algorithm was applied for optimization of dispersion properties in semiconductor Bragg reflectors for applications in femtosecond lasers. Broadband, large negative group-delay dispersion was achieved in the optimized design: The group-delay dispersion (GDD) as large as −3500 fs2 was theoretically obtained over a 10-nm bandwidth. The designed structure was manufactured and tested, providing GDD −3320 fs2 over a 7-nm bandwidth. The mirror performance was verified in semiconductor structures grown with molecular beam epitaxy. The mirror was tested in a passively mode-locked Yb:KYW laser

Properties of powders received by spray-drying model solutions of glucose, fructose and their mixtures

Celem pracy było wysuszenie roztworów modelowych glukozy, fruktozy i ich mieszanin oraz zbadanie właściwości fizycznych otrzymanych proszków. Roztwory suszono metodą rozpyłową z dodatkiem maltodekstryny (stężenie roztworów 20, 30 i 40% s.s.). W otrzymanych proszkach określono: zawartość wody, aktywność wody, gęstość nasypową luźną i utrzęsioną, gęstość pozorną, sypkość oraz zwilżalność. W celu określenia wielkości cząstek proszków wykonano zdjęcia mikroskopowe. Stwierdzono, że wśród zastosowanych roztworów modelowych najgorszymi właściwościami suszarniczymi charakteryzuje się fruktoza. Prawidłowe suszenie jej roztworu możliwe było tylko przy stężeniu 20%. Zawartość wody i aktywność wody w otrzymanych proszkach zależała od stężenia roztworu, wykazując większe wartości przy większych stężeniach. Największą gęstością nasypową charakteryzowały się proszki otrzymane z roztworów 40%-owych. Otrzymane proszki charakteryzowały się dobrą i średnią sypkością oraz błyskawiczną rozpuszczalnością.The aim of this work was to dry solutions of glucose, fructose and their blends and to examine the physical properties of the resultant powders. Solutions were spray dried with an addition of maltodextrin (the concentration of the solutions was 20, 30, 40%). Obtained powders were examined in terms of water content, water activity, bulk and tapped density, particle density, wettability, flowability. Micrographs were taken to define the size of the powder particles. As a result of the experiments it was concluded that fructose had the worst drying properties, the proper drying was possible only if the initial solution was 20%. Water concentration and water activity of the powders depended on the concentration of the solution, showing higher values for higher concentrations. Powders obtained from 40% solutions were characterised by the highest values of bulk density. Obtained powders were characterised by good and medium flowability and excellent wettability

Properties of powders received by spray drying and freeze drying of solutions of honey

Obserwuje się wzrost zainteresowania konsumentów produktami z dodatkiem naturalnego miodu pszczelego. Koncerny spożywcze niechętnie używają naturalnego miodu ze względu na jego lepką konsystencję, utrudnione dozowanie oraz konieczność powtórnego upłynniania po krystalizacji. O wiele bardziej praktyczny w zastosowaniu jest miód w postaci sproszkowanej. Niestety, wysoka zawartość cukrów prostych decyduje o niskiej temperaturze przemiany szklistej i obklejaniu komory suszarniczej podczas suszenia. Celem pracy było otrzymanie proszków na bazie miodu pszczelego metodą suszenia rozpyłowego i sublimacyjnego oraz zbadanie właściwości fizycznych otrzymanych produktów. Roztwory o stężeniu 20 i 30% suchej substancji suszono z dodatkiem maltodekstryny jako nośnika. W otrzymanych proszkach badano zawartość wody, jej aktywność, gęstość nasypową luźną i utrzęsioną, gęstość pozorną, sypkość oraz zwilżalność. W celu określenia morfologii cząstek proszków wykonano zdjęcia mikroskopowe. Proszki otrzymane na drodze suszenia rozpyłowego wykazywały lepsze właściwości fizyczne od proszków wytworzonych sublimacyjne. W proszkach wysuszonych sublimacyjnie zauważono wzrost zawartości i aktywności wody wraz ze wzrostem stężenia roztworu. W proszkach otrzymanych rozpyłowo zawartość i aktywność wody nie zmieniały się statystycznie. Proszki charakteryzowały się dobrą i średnią sypkością oraz błyskawiczną rozpuszczalnością w wodzie.Consumers are interested in products with an addition of natural honey. Food companies are reluctant to use natural honey due to its sticky consistency, difficult dosing and the need of re-liquefaction after the crystallisation. Honey in a powder form is much more practical in application. Unfortunately, the high content of sugars determines low glass transition temperature and sticking to the drying chamber. The main way to avoid this phenomenon is using the high molecular drying aid. The aim of this work was to obtain honey in the form of powder and to examine the physical properties of the powders obtained. Honey solutions were spray dried and freeze-dried with an addition of maltodextrin (the concentration of the solutions 20, 30%). Obtained powders were examined in terms of: water content, water activity, bulk and tapped density, particle density, wettability, flowability. Micrographs were taken to define the size of the powder particles. Powders obtained after spray drying were characterised by better physical properties. Water concentration and activity of powders obtained by freeze drying depended on the concentration of the solution, proving higher values for higher solutions. The differences of water content and water activity in powders obtained by spray drying were not significant. Obtained powders were characterised by good and medium flowability and excellent wettability

The effect of storage conditions on the morphology and particle size of honey powder

Proszek miodowy otrzymany poprzez suszenie metodą rozpyłową z dodatkiem maltodekstryny przechowywano przez 9 tygodni w różnych warunkach (temperatura/ /wilgotność względna: 4°C/40–45%, 25°C/40–50%, 38°C/80%). Bezpośrednio po suszeniu oraz po 1, 5 i 9 tygodniach przechowywania analizowano morfologię (mikroskop skaningowy) i wielkość cząstek (analiza obrazu) oraz oznaczano zawartość i aktywność wody. Stwierdzono, że najkorzystniejsze warunki przechowywania, które pozwoliły na zachowanie formy sypkiego proszku o nieznacznie zmienionej morfologii cząstek oraz stałej zawartości i aktywności wody przez cały okres przechowywania to 4°C/40–45%. Proszek przechowywany w temperaturze 25°C charakteryzował się stabilnymi wartościami zawartości i aktywności wody, jak również tylko nieznacznie zmienioną morfologią, ale tylko do 5. tygodnia przechowywania, po dłuższym przechowywaniu nastąpiły znaczne zmiany morfologii (tworzenie skupisk) oraz obserwowano zbrylanie proszku na skutek wzrostu zawartości i aktywności wody. Proszek przechowywany w temperaturze 38°C już po tygodniu całkowicie zbrylił się, tworząc twardą strukturę upłynniającą się w czasie dalszego przechowywania.The influence of storage conditions (4°C/relative humidity RH 40–45%; 25°C/ /RH 40–50%; 38°C/RH 80%) and time (1, 5, 9 weeks) on the morphology and particle size of honey powder was investigated. Honey powder was produced in a laboratory spray drier Anhydro (Denmark), with the use of maltodextrin DE15 as a carrier. Spray drying of honey/maltodextrin aqueous solution (honey solids to maltodextrin solids ratio 50:50) was performed at inlet/outlet air temperature 180/80°C, feed rate 1 ml·s–1, atomization disk speed 39000 rpm. Powders particle morphology and size distribution were analyzed based on microphotographs (Hitachi TM 3000 electron microscope, Multiscan software) Water content and activity in powders after subsequent storage periods were also determined. Directly after drying powder was easy flowing, without caking. Particles were regular and scattered, particle size ranged from 8 to 33 μm, what was typical for spray dried materials. During storage the changes of powder morphology and particle size were observed, depending on storage conditions. Storage at 4°C did not affect powder morphology substantially. The powder stored at 25°C was characterized also by slightly changed morphology, but only until 5 weeks of storage. After this time significant changes in morphology were observed (aggregation), along with powder caking. The powder stored at 38°C was completely caked after 1 week of storage, turning into a hard structure that liquefied upon continued storage. A relationship between water content and water activity of powders and their morphology changes during storage was observed. Water content and activity of samples stored at 4°C did not change significantly during storage, which was related to the lack of caking. In powders stored at 25 and 38°C water content was statistically significantly higher after 5 weeks of storage, at the same time a noticeable caking of material was observed at water content of 7.1 ±2.4 (25°C), and its liquefaction at water content 11.4 ±3.1 (38°C). In case of powders stored at 38°C, statistically significant differences in water activity after each storage period were observed, which was associated with intensive caking after 1 week and subsequent liquefaction after subsequent stages. The most favorable conditions for honey powder storage, which allowed to keep the powder form with slightly altered particle morphology and constant water content and activity after 9 weeks of storage, was 4°C/40–45%. Analysis of morphology, water content and activity can be useful in controlling the quality of powders during storage. Difficulties in the application of image analysis in controlling powders quality during storage were noted, due to the aggregation of powder particles in larger, difficult to trace clusters. The dependence between water content and activity and powders morphology was observed – a significant increase in water content and activity was confirmed by caking and even liquefaction

Physical properties of synthetic, vanilla aroma in powder form with various chemical composition of the aromatic part

Celem pracy było zbadanie wpływu składu chemicznego części aromatycznej na właściwości fizyczne proszkowych, syntetycznych aromatów waniliowych. Dodatkowo badano różnice pomiędzy proszkami pobranymi z odbieralnika i komory suszarki rozpyłowej. Do suszenia podawano roztwory o 50% stężeniu suchej substancji, w tym 10% zawartości aromatu oraz 40% mieszaniny maltodekstryny i gumy arabskiej w stosunku 7:1. W otrzymanych proszkach oznaczono: zawartość wody, aktywność wody, gęstość pozorną, gęstość nasypową luźną, gęstość nasypową utrzęsioną, kąt nasypu, kąt zsypu, ściśliwość, kohezję, barwę oraz wielkość cząstek. Stwierdzono istotne statystycznie różnice we właściwościach fizycznych proszków pobranych z różnych miejsc suszarki rozpyłowej (wielkość cząstek, zawartość wody, jasność, gęstość pozorna i kohezja). Skład chemiczny części aromatycznej nie miał istotnego statystycznie wpływu na większość wskaźników analizowanych właściwości fizycznych proszków.The aim of this study is to investigate the influence of chemical composition on the physical properties of synthetic, vanilla aroma in powder form. In addition, the physicochemical properties of powders obtained from receiver and chamber of spray dryer were analyzed. The concentration of drying solutions was 50%, aroma content 10% and addition of maltodextrin and arabic gum in ratio 1:7. The obtained powders were examined in terms of water content, water activity, particle density, bulk and tapped density, angle of repose, angle of fall, compressibility, cohesion, colour and the size of powder particles. Micrographs were taken to define the size of powder particles. Significant statistical differences between physicochemical properties (particle size, water content, colour, particle density and cohesion) of powders received from different parts of the dryer were observed. The chemical composition of the aromatic part had no statistically significant effect on the physical properties of most analyzed powders

Analýza herbicidu profluralin a jeho interakce s DNA

The increasing use of pesticides is a major health issue. There is therefore a need for improved analytical methods and more knowledge on the interaction of pesticides with living organisms. Here, we developed the analysis of profluralin in water and soils by cyclic voltammetry, square-wave voltammetry and square-wave adsorptive stripping voltammetry. We also studied the interaction between profluralin and double-stranded DNA. Results of cyclic voltammetric studies indicate that the reduction processes have an irreversible and adsorption-like character, as a possible consequence of the reduction of nitro groups of profluralin. Quantification was found linear from 60 to 800 nmol L-1 with a detection limit of 17 nmol L-1 using square-wave adsorptive stripping voltammetry. Results of interactions with double-stranded DNA from salmon sperm revealed that profluralin forms a complex with DNA by electrostatic binding. Values of Gibbs free energy confirmed that formation of profluralin-DNA complex is spontaneous and favourable.Byla vyvinuta analytická metoda pro stanovení herbicidu profluralin cyklickou voltametrií, square wave voltametrií a adsorptivní square wave voltametrií v půdách a vodě. Byla také studována interakce mezi profluralinem a dvojřetězcovou DNA. Výsledky studie pomocí cyklické voltametrie ukazují, že redukce nitro skupin profluralinu má irreverzibilní charakter a je řízena adsorpcí. Adsorptivní square wave voltametrií byl zjištěn lineární rozsah stanovení od 60 nmol l-1 do 800 nmol l-1 a detekční limit 17 nmol l-1. Bylo zjištěno, že profluralin spontánně vytváří komplexy s dvouřetězcovou DNA z lososího sperma elektrostatickou vazbou