AC and DC conductivity correlation: The coefficient of Barton--Nakajima--Namikawa relation

It has been some time since an empirical relation, which correlates DC with AC conductivity and contains a loosely defined coefficient thought to be of order one, was introduced by Barton, Nakajima and Namikawa. In this work, we derived this relation assuming that the conductive response consists of a superposition of DC conductivity and an AC conductivity term which materialized through a Havriliak--Negami dielectric function. The coefficient was found to depend on the Havriliak--Negami shape parameters as well as on the ratio of two characteristic time scales of ions motion which are related to ionic polarization mechanism and the onset of AC conductivity. The results are discussed in relation to other relevant publications and they also applied to a polymeric material. Both, theoretical predictions and experimental evaluations of the BNN coefficient are in an excellent agreement, while this coefficient shows a gradual reduction as the temperature increases.Comment: 15 pages plain latex2e, 5 eps figures (new figures added). In this revised version the manuscript has been rewritten extensively due to motivational comments and suggestions made by the referee. Accepted for publication by the Journal of Non--Crystalline Solid

Multifunctional nanocomposites of poly(vinylidene fluoride) reinforced by carbon nanotubes and magnetite nanoparticles

In the present study, the effect of nano magnetite (Fe3O4) content on structural, dielectric/electrical, magnetic and thermal properties of poly(vinylidene fluoride)/carbon nanotubes matrix, is investigated. Nanocomposite films of polyvinylidene fluoride, carbon nanotubes and Fe3O4 nanoparticles were prepared by the twin screw compounding method. Fe3O4, as magnetic inclusions was incorporated into the composites with carbon nanotubes loadings well above the percolation threshold, where conductive networks were formed. Magnetic characterization revealed the ferrimagnetic behavior of nanocomposites, with saturation magnetization values depending on magnetite content. Results obtained from the analysis of Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Diffraction (XRD) and Differential Scanning Calorimetry (DSC) techniques were very informative for the study of the polymorphism and crystallinity in PVDF. The incorporation of Fe3O4 inclusions in PVDF/CNT matrix, gradually increase both electrical conductivity and dielectric permittivity up to 10 wt% Fe3O4 content, while at the higher Fe3O4 content (15 wt%) reduced values were obtained. This behavior, at higher Fe3O4 content, should be possible related to the insulating and barrier role of Fe3O4 nanoparticles

Molecular dynamics in polymer networks containing caprolactone and ethylene glycol moieties studied by dielectric relaxation spectroscopy

Copolymer networks with methacrylate main chain and caprolactone and ethylene glycol side groups were obtained by free radical copolymerisation of caprolactone methacrylate (CLMA) and poly(ethylene glycol) methacrylate (PEGMA). Dielectric relaxation spectroscopy was used to analyse molecular mobility of the different groups in the system. Only one main dielectric relaxation process was found in CLMA/PEGMA copolymer networks, located between those of the corresponding homonetworks, indicating that the system does not present phase separation. The copolymers show a secondary relaxation process at temperatures below −50 °C, which can be assigned to the overlapping of the corresponding secondary processes for the homopolymer networks; one of them was related to the local mobility of caprolactone units in CLMA and the second one was assigned to the twisting motions within ethylene glycol moiety in PEGMA. Besides the relaxation processes, the mobility of space charges has been analysed by means of conductivity and electric modulus formalisms.The support from the Spanish Ministry of Economy and Competitiveness (MINECO) and FEDER funds under the project MAT2012-38359-C03-01 is gratefully acknowledged.Sabater I Serra, R.; Escobar Ivirico, JL.; Romero Colomer, FJ.; Andrio Balado, A.; Gómez Ribelles, JL. (2014). Molecular dynamics in polymer networks containing caprolactone and ethylene glycol moieties studied by dielectric relaxation spectroscopy. Journal of Non-Crystalline Solids. 404:109-115. https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2014.08.013S10911540

Study of inhibitory factors of the biosynthesis of toxic metabolites produced by fungi that grow in agricultural products

Mycotoxins are secondary metabolites of high interest to people due to their toxic properties. Aflatoxin B1 (AFB1) and ochratoxin A (OTA) have carcinogenic, teratogenic, mutagenic, neurotoxic, and immunotoxic effects. AFB1 is the most potent natural carcinogen known, while OTA has also been connected to nephropathy in humans. The objective of this thesis is to study the effect of gamma radiation and ozone in the biosynthesis of AFB1 and OTA in the Corinthian raisin, in order to minimize the potential risk for consumers. First, development and validation methods for determining of aflatoxin B1 and OTA in raisins were held, using immunoaffinity columns for purification - isolation and high pressure liquid chromatography (HPLC) with fluorescence detector (FD) for the identification of toxins. The recovery of the method for AFΒ1 was 97, 6%, while thedetection limit (DL) and the limit of quantitation (QL) was 0,045ng / g and 0,091ng /g, respectively. Furthermore, the recovery of the method for the OTA was 104%, while the detection limit (DL) and the limit of quantitation (QL) was 0,26ng /g and 0,51ng /g, respectively. Subsequently, the effect of gamma radiation and ozone was studied on the biosynthesis of AFΒ1 from Aspergillus parasiticus and OTA from Aspergillus carbonarius, and also, the reduction of AFΒ1 standard and OTA standard, spiked into raisins. The results showed that a safe dose of gamma radiation or ozone, can be effectivein inhibiting the biosynthesis of AFB1 by the fungus Aspergillus parasiticus (65,3% και 90,9% reduction, respectively) and OTA from the fungus Aspergillus carbonarius (81,9% και 61,6% reduction, respectively), as well as in the reduction of the above toxins, in raisins.Οι μυκοτοξίνες είναι δευτερογενείς μεταβολίτες των μυκήτων που αναπτύσσονται στα τρόφιμα και εμφανίζουν μεγάλο ερευνητικό ενδιαφέρον λόγω των τοξικών ιδιοτήτων τους. Η αφλατοξίνη Β1 (ΑΦΒ1) και η ωχρατοξίνη Α (ΩΤΑ) έχουν καρκινογόνες, τερατογόνες, ανοσοτοξικές και ενδεχομένως νευροτοξικές ιδιότητες. Η ΑΦΒ1 χαρακτηρίζεται ως η πιο επικίνδυνη φυσικώς παραγόμενη χημική ένωση, ενώ η ΩΤΑ έχει συνδεθεί με την εμφάνιση νεφροπάθειας στους ανθρώπους. Στόχος της παρούσας διατριβής είναι η μελέτη της επίδρασης της ακτινοβολίας-γ και του όζοντος στη βιοσύνθεση της ΑΦΒ1 και της ΩΤΑ στην Κορινθιακή σταφίδα, με σκοπό να ελαχιστοποιηθεί ο ενδεχόμενος κίνδυνος για τους καταναλωτές. Αρχικά έγινε ανάπτυξη και επικύρωση μεθόδων προσδιορισμού της αφλατοξίνης Β1 και της ωχρατοξίνης Α στη σταφίδα, με χρήση στηλών ανοσοσυγγένειας για τον καθαρισμό - απομόνωση και υγρής χρωματογραφίας υψηλής πίεσης (HPLC) με ανιχνευτή φθορισμού (FD) για τον προσδιορισμό των τοξινών. Η ανάκτηση τηςμεθόδου για την ΑΦΒ1 ήταν 97,6%, ενώ το όριο ανίχνευσης (DL) και το όριο ποσοτικοποίησης (QL) ήταν 0,045ng/g και 0,091ng/g, αντίστοιχα. Επιπλέον, η ανάκτηση της μεθόδου για την ΩΤΑ ήταν 104%, ενώ το όριο ανίχνευσης (DL) και το όριο ποσοτικοποίησης (QL) ήταν 0,26ng/g και 0,51ng/g, αντίστοιχα. Στη συνέχεια μελετήθηκε η επίδραση της ακτινοβολίας-γ και του όζοντος στη βιοσύνθεση της ΑΦΒ1 από το μύκητα Aspergillus parasiticus και της ΩΤΑ από το μύκητα Aspergillus carbonarius. Έπειτα μελετήθηκε η επίδραση της ακτινοβολίας-γ και του όζοντος στη μείωση πρότυπης ΑΦΒ1 και πρότυπης ΩΤΑ, σε δείγματα σταφίδας. Tα αποτελέσματα έδειξαν πως μία ασφαλής δόση ακτινοβολίας-γ ή όζοντος, μπορεί να είναι αποτελεσματική στην αναστολή της βιοσύνθεσης της ΑΦΒ1 από το μύκητα Aspergillus parasiticus (65,3% και 90,9% μείωση, αντίστοιχα) και της ΩΤΑ από το μύκητα Aspergillus carbonarius (>81,9% και 61,6% μείωση, αντίστοιχα), όπως και στη μείωση των ίδιων των τοξινών, σε θρεπτικό υπόστρωμα σταφίδας

MOLECULAR MOBILITY AND MICROPHASE SEPARATION IN POLYURETHANE SYSTEMS: STUDY WITH DIELECTRIC RELAXATION SPECTROSCOPY TECHNIQUES

THE PRESENT PHD THESIS DEALS WITH THE INVESTIGATION OF THE MOLECULAR MOBILITY MECHANISMS AND THE DEGREE OF PHASE SEPARATION IN MULTICOMPONENT SEGMENTED POLYURETHANE SYSTEMS. OUR MAIN INTEREST WAS FOCUSED ON APPLYING DIELECTRIC RELAXATION SPECTROSCOPY METHODS IN A WIDE FREQUENCY AND TEMPERATURE RANGE (BY MEANS OF THERMALLY STIMULATED DEPOLARIZATION CURRENTS AND AC SPECTROSCOPY), IN ADDITION WITH DIFFERENTIAL SCANNING CALORIMETRY AND EQUILIBRIUM AND DYNAMIC WATER SORPTION ISOTHERM MEASUREMENTS, IN ORDER TO STUDY THE MOLECULAR MOBILITY, MICROPHASE SEPARATION, STRUCTURE - PROPERTIES RELATIONSHIP AND THE EFFECTS OF SORBED WATER ON MOLECULAR MOBILITY OF THE MATERIALS UNDER INVESTIGATION. THE MAIN RESULTS OF THE PRESENT WORK CAN BE SUMMARIZED AS FOLLOWS. THE MAGNITUDE INTENSITY OF THE MAXWELL - WAGNER - SILLARS INTERFACIAL POLARIZATION TSDC PEAK IS AMEASURE OF THE DEGREE OF PHASE SEPARATION IN SEGMENTED POLYURETHANE SYSTEMS.THE INVESTIGATION OF THE CONDUCTIVITY MECHANISMS REVEALS THE CORRELATION BETWEEN THE CHARGE CARRIER TRANSPORT MECHANISMS AND THE COOPERATIVE MOTIONS OF POLYMER CHAIN SEGMENTS. THE POLYURETHANES ARE FRAGILE SYSTEMS. THE KINETIC FACTOR COULD CONTROL THE MICROPHASE SEPARATION IN SEGMENTED POLYURETHANES. IN POLYURETHANE - COPOLYMER BLENDS, AS WELL AS IN IPNS POLYURETHANE FORMS THE CONTINUOUS PHASE IN WIDE RANGES OF COMPOSITION.ΣΤΗΝ ΠΑΡΟΥΣΑ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΕΞΕΤΑΖΟΝΤΑΙ ΟΙ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΙ ΜΟΡΙΑΚΗΣ ΚΙΝΗΤΙΚΟΤΗΤΑΣ, Ο ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΜΙΚΡΟΦΑΣΕΩΝ, ΟΙ ΣΧΕΣΕΙΣ ΔΟΜΗΣ - ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΚΑΙ Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΣΡΟΦΗΜΕΝΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΤΗΝ ΜΟΡΙΑΚΗ ΚΙΝΗΤΙΚΟΤΗΤΑ ΣΕ ΠΟΛΥΣΥΝΘΕΤΑ ΠΟΛΥΜΕΡΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΟΛΥΟΥΡΕΘΑΝΩΝ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΚΥΡΙΩΣ ΜΕΘΟΔΩΝ ΔΙΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑΣ (ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΕΝΑΛΛΑΣΣΟΜΕΝΟΥ ΠΕΔΙΟΥ ΚΑΙ ΘΕΡΜΟΡΕΥΜΑΤΑ ΑΠΟΠΟΛΩΣΗΣ) ΟΠΩΣ ΕΠΙΣΗΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ ΔΙΑΦΟΡΙΚΗΣ ΘΕΡΜΙΔΟΜΕΤΡΙΑΣ ΣΑΡΩΣΗΣ ΚΑΙ ΡΟΦΗΣΗΣ ΝΕΡΟΥ (ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΚΑΙ ΣΕ ΙΣΟΡΡΟΠΙΑ).ΤΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ ΣΥΝΟΨΙΖΟΝΤΑΙ ΩΣ ΕΞΗΣ. Η ΕΚΤΑΣΗ ΤΗΣ ΚΟΡΥΦΗΣ ΤΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ ΔΙΕΠΙΦΑΝΕΙΑΚΗΣ ΠΟΛΩΣΗΣ (MAXWELL - WAGNER - SILLARS) ΣΤΟ ΦΑΣΜΑ ΤΩΝ ΘΕΡΜΟΡΕΥΜΑΤΩΝ ΑΠΟΠΟΛΩΣΗΣ ΑΠΟΤΕΛΕΙ ΚΡΙΤΗΡΙΟ ΤΟΥ ΒΑΘΜΟΥ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΥ ΦΑΣΕΩΝ ΣΕ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΟΛΥΟΥΡΕΘΑΝΩΝ. Η ΜΕΛΕΤΗ ΤΩΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑΣ ΑΝΕΔΕΙΞΕ ΤΗ ΣΥΣΧΕΤΙΣΗ ΤΩΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΩΝ ΚΙΝΗΣΗΣ ΦΟΡΤΙΩΝ ΣΤΟ ΥΛΙΚΟ ΜΕ ΤΙΣ ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑΚΕΣ ΚΙΝΗΣΕΙΣ ΜΕΓΑΛΩΝ ΤΜΗΜΑΤΩΝ ΤΩΝ ΜΑΚΡΟΑΛΥΣΙΔΩΝ (ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ Α). ΕΓΙΝΕ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΥ ΕΥΘΡΑΥΣΤΟΤΗΤΑΣ ΑΠΟ ΤΟΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ ΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑΣ, ΟΙ ΠΟΛΥΟΥΡΕΘΑΝΕΣ ΚΑΤΑΤΑΧΘΗΚΑΝ ΣΤΑ ΕΥΘΡΑΥΣΤΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Ο ΚΙΝΗΤΙΚΟΣ ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ ΠΑΙΖΕΙ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ ΡΟΛΟ ΣΤΟ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟ ΜΙΚΡΟΦΑΣΕΩΝ ΣΤΙΣ ΠΟΛΥΟΥΡΕΘΑΝΕΣ. ΣΤΑ ΚΡΑΜΑΤΑ ΠΟΛΥΟΥΡΕΘΑΝΗΣ - ΣΥΜΠΟΛΥΜΕΡΟΥΣ ΚΑΙ ΣΤΑ IPNS Η ΠΟΛΥΟΥΡΕΘΑΝΗ ΣΧΗΜΑΤΙΖΕΙ ΤΗ ΣΥΝΕΧΗ ΦΑΣΗ ΣΕ ΕΥΡΕΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗ ΣΥΣΤΑΣΕΩ

Μελέτη των παραγόντων αναστολής της βιοσύνθεσης τοξικών μεταβολιτών των μυκήτων που αναπτύσσονται σε αγροτικά προϊόντα

Οι μυκοτοξίνες είναι δευτερογενείς μεταβολίτες των μυκήτων που αναπτύσσονται στα τρόφιμα και εμφανίζουν μεγάλο ερευνητικό ενδιαφέρον λόγω των τοξικών ιδιοτήτων τους. Η αφλατοξίνη Β1 (ΑΦΒ1) και η ωχρατοξίνη Α (ΩΤΑ) έχουν καρκινογόνες, τερατογόνες, ανοσοτοξικές και ενδεχομένως νευροτοξικές ιδιότητες. Η ΑΦΒ¬1 χαρακτηρίζεται ως η πιο επικίνδυνη φυσικώς παραγόμενη χημική ένωση, ενώ η ΩΤΑ έχει συνδεθεί με την εμφάνιση νεφροπάθειας στους ανθρώπους. Στόχος της παρούσας διατριβής είναι η μελέτη της επίδρασης της ακτινοβολίας-γ και του όζοντος στη βιοσύνθεση της ΑΦΒ1 και της ΩΤΑ στην Κορινθιακή σταφίδα, με σκοπό να ελαχιστοποιηθεί ο ενδεχόμενος κίνδυνος για τους καταναλωτές. Αρχικά έγινε ανάπτυξη και επικύρωση μεθόδων προσδιορισμού της αφλατοξίνης Β1 και της ωχρατοξίνης Α στη σταφίδα, με χρήση στηλών ανοσοσυγγένειας για τον καθαρισμό - απομόνωση και υγρής χρωματογραφίας υψηλής πίεσης (HPLC) με ανιχνευτή φθορισμού (FD) για τον προσδιορισμό των τοξινών. Η ανάκτηση της μεθόδου για την ΑΦΒ1 ήταν 97,6%, ενώ το όριο ανίχνευσης (DL) και το όριο ποσοτικοποίησης (QL) ήταν 0,045ng/g και 0,091ng/g, αντίστοιχα. Επιπλέον, η ανάκτηση της μεθόδου για την ΩΤΑ ήταν 104%, ενώ το όριο ανίχνευσης (DL) και το όριο ποσοτικοποίησης (QL) ήταν 0,26ng/g και 0,51ng/g, αντίστοιχα. Στη συνέχεια μελετήθηκε η επίδραση της ακτινοβολίας-γ και του όζοντος στη βιοσύνθεση της ΑΦΒ1 από το μύκητα Aspergillus parasiticus και της ΩΤΑ από το μύκητα Aspergillus carbonarius. Έπειτα μελετήθηκε η επίδραση της ακτινοβολίας-γ και του όζοντος στη μείωση πρότυπης ΑΦΒ1 και πρότυπης ΩΤΑ, σε δείγματα σταφίδας. Tα αποτελέσματα έδειξαν πως μία ασφαλής δόση ακτινοβολίας-γ ή όζοντος, μπορεί να είναι αποτελεσματική στην αναστολή της βιοσύνθεσης της ΑΦΒ1 από το μύκητα Aspergillus parasiticus (65,3% και 90,9% μείωση, αντίστοιχα) και της ΩΤΑ από το μύκητα Aspergillus carbonarius (>81,9% και 61,6% μείωση, αντίστοιχα), όπως και στη μείωση των ίδιων των τοξινών, σε θρεπτικό υπόστρωμα σταφίδας.Mycotoxins are secondary metabolites of high interest to people due to their toxic properties. Aflatoxin B1 (AFB1) and ochratoxin A (OTA) have carcinogenic, teratogenic, mutagenic, neurotoxic, and immunotoxic effects. AFB1 is the most potent natural carcinogen known, while OTA has also been connected to nephropathy in humans. The objective of this thesis is to study the effect of gamma radiation and ozone in the biosynthesis of AFB1 and OTA in the Corinthian raisin, in order to minimize the potential risk for consumers. First, development and validation methods for determining of aflatoxin B1 and OTA in raisins were held, using immunoaffinity columns for purification - isolation and high pressure liquid chromatography (HPLC) with fluorescence detector (FD) for the identification of toxins. The recovery of the method for AFΒ1 was 97, 6%, while the detection limit (DL) and the limit of quantitation (QL) was 0,045ng / g and 0,091ng / g, respectively. Furthermore, the recovery of the method for the OTA was 104%, while the detection limit (DL) and the limit of quantitation (QL) was 0,26ng /g and 0,51ng /g, respectively. Subsequently, the effect of gamma radiation and ozone was studied on the biosynthesis of AFΒ1 from Aspergillus parasiticus and OTA from Aspergillus carbonarius, and also, the reduction of AFΒ1 standard and OTA standard, spiked into raisins. The results showed that a safe dose of gamma radiation or ozone, can be effective in inhibiting the biosynthesis of AFB1 by the fungus Aspergillus parasiticus (65,3% και 90,9% reduction, respectively) and OTA from the fungus Aspergillus carbonarius (81,9% και 61,6% reduction, respectively), as well as in the reduction of the above toxins, in raisins