Temperature regimes of formation of nanometer periodic structure of adsorbed atoms in GaAs semiconductors under the action of laser irradiation

The theory of nucleation of nanoscale structures of the adsorbed atoms (adatoms), which occurs as a result of the self-consistent interaction of adatoms with the surface acoustic wave and electronic subsystem is developed. Temperature regimes of formation of nanoclusters on ${n}$-GaAs surface under the action of laser irradiation are investigated. The offered model permits to choose optimal technological parameters (temperature, doping degree, intensity of laser irradiation) for the formation of the surface periodic defect-deformation structures under the action of laser irradiation.Comment: 8 pages, 3 figure

The effect of the electric field on the nucleation of the nanometer periodic structure of adatoms in GaAs semiconductor under the action of laser irradiation

In the paper, the effect of the electric field on the conditions of formation and on the period of the surface superlattice of adatoms in $n$-GaAs semiconductor is investigated. It is established that in GaAs semiconductor, an increase in the electric field strength, depending on the direction, leads to an increase or decrease of the critical temperature (the critical concentration of adatoms), at which the formation of self-organized nanostructure is possible. It is shown that in strongly alloyed $n$-GaAs semiconductor, an increase of the electric field strength leads to a monotonous change (decrease or increase depending on the direction of the electric field) of the period of self-organized surface nanostructures of adatoms.Comment: 9 pages, 4 figures. arXiv admin note: text overlap with arXiv:1512.0780

ВИКОРИСТАННЯ АКТИВНИХ ОПТИЧНИХ СИСТЕМ ТА ТЕХНОЛОГІЙ ОБРОБКИ ІНФОРМАЦІЇ ДЛЯ ПОБУДОВИ ЗОБРАЖЕНЬ ПРЕДМЕТІВ У ЗАДИМЛЕНОМУ ПРОСТОРІ

Introduction. In the conditions of limited visibility caused by the consequences of the fire, the personnel of the rescue units is constantly faced with the problem of orientation in space, search for victims, identification of the source of fire, etc. Based on the practical experience of rescue units, it has been established that thermal imaging or infrared cameras are used to work in smoky conditions. The use of thermal imaging devices is complicated in the presence of intense heat flows. Radio waves of such means penetrate well through smoke, but radar does not provide an opportunity to build a high-resolution image, for the purpose of further orientation in space. The practice of using infrared cameras indicates their insufficient effectiveness in the presence of smoke.Purpose. The purpose of the work is to analyze the principles of operation and technologies of using lidar technologies to form images of objects in a smoky space.Methods. Methods of analysis and comparison.Results. An alternative to the existing thermal imaging, infrared means and radars are optical systems, the work of which is based on lidar technology. They work on the principle of measuring the distance to the surface using a laser beam, and provide an opportunity to visualize the interior of an unlit room. However, at present, the effectiveness of lidar technologies for visualizing the interior space of premises in the presence of smoke, which affects their operation, has not been sufficiently investigated. The use of lidars in smoky conditions depends on the wavelength of the laser beam and is most effective in the near-infrared range. Lidars are divided by technology into conventional, single-photon and polarization.Conclusion. Without the use of image processing methods, the efficiency of standard lidars in a smoky environment is low, increasing with increasing wavelength in the infrared range. Single-photon lidars are the most effective for building images of objects in a smoky environment. Polarization lidars can be used to work in a smoky environment through glass. The effectiveness of recognition of lidar images increases with the use of image processing technologies, including gamma distribution, Poisson distribution, and machine learning.Проблема. В умовах обмеженої видимості, спричиненої наслідками пожежі, особовий склад рятувальних підрозділів постійно зіштовхується з проблемою орієнтації в просторі, пошуку потерпілих, виявлення джерела загоряння тощо. З практичного досвіду роботи рятувальних підрозділів встановлено, що для роботи в умовах задимлення використовують тепловізійні або інфрачервоні камери. Застосування тепловізійних пристроїв ускладнюється за наявності інтенсивних теплових потоків. Радіохвилі подібних засобів добре проникають крізь дим, однак радар не дає можливості здійснити побудову зображення високої роздільної здатності, з метою подальшого орієнтування в просторі. Практика застосування інфрачервоних камер вказує на їх недостатню ефективність за наявності задимлення. Мета. Метою роботи є аналіз принципів роботи та технологій використання лідар-технологій для формування зображень предметів у задимленому просторі. Методи досліджень. Методи аналізу та порівняння.Основні результати дослідження. Альтернативою існуючим тепловізійним, інфрачервоним засобам та радарам є оптичні системи, робота яких заснована на лідар-технології. Вони працюють за принципом вимірювання відстані до поверхні за допомогою лазерного променя та дають можливість візуалізувати внутрішній простір неосвітлюваного приміщення. Проте на даний час недостатньо досліджено ефективність лідар-технологій для візуалізації внутрішнього простору приміщень за наявності диму, що впливає на їх роботу. Застосування лідарів в умовах задимлення залежить від довжини хвилі лазерного променя та є найбільш ефективним у ближньому інфрачервоному діапазоні. Лідари за технологіями поділяють на звичайні, однофотонні та поляризаційні.Висновки. Без застосування методів обробки зображення ефективність роботи стандартних лідарів у задимленому середовищі є невисокою, зростаючи із збільшенням довжини хвилі в інфрачервоному діапазоні. Для побудови зображень предметів в умовах задимленого середовища найбільш ефективними є однофотонні лідари. Поляризаційні лідари можуть застосовуватися для роботи у задимленому середовищі крізь скло. Ефективність розпізнавання зображень, отриманих з лідара, зростає за застосування технологій оброблення зображень, зокрема гамма-розподілу, розподілу Пуассона та машинного навчання.&nbsp

FDS МОДЕЛЮВАННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ПРОТИПОЖЕЖНИХ КАРНИЗІВ НА ЗАПОБІГАННЯ ПОШИРЕННЮ ПОЖЕЖІ ФАСАДНИМИ КОНСТРУКЦІЯМИ ВИСОТНИХ БУДІВЕЛЬ

Purpose. Applying FDS modelling to detect the influence of structural parameters of facade fire eaves, the effectiveness of fire prevention by vertical building structures in high-rise buildings.Methods. To calculate the temperature in the high-rise building model used Pyrosim computer system that serves as the user's shell application Fire Dynamics Simulator (FDS). This FDS system uses numerical algorithms to solve the complete Navier-Stokes differential equation system to determine temperature and other hazardous factors during a fire.Results. The results of FDS modelling during substantiation of constructive parameters of fire eaves, which protrude beyond the facade and located on the border of fire compartments along the contour of high-rise buildings with a nominal height of more than 73.5 m, are presented. Premises and substantiated the criteria for the destruction of external light openings (windows) as an integral factor in the spread of fire on the external vertical building structures of high-rise ПОЖЕЖНА БЕЗПЕКА40 Вісник ЛДУБЖД, №23, 2021buildings. A study of the effectiveness of the structural parameters of cornices and their impact on the effectiveness of fire prevention by vertical building structures under the same initial conditions of fire development. Constructed comparative dependences of distribution of temperatures of heating of a facade of the house. Also defined the duration of achievement of their critical values.Scientific novelty. The analysis of the data obtained as a result of FDS modelling under the same initial conditions and conclusions on the effectiveness of design parameters of fire facade cornices on the border of fire compartments and ways to further improve their design to prevent the spread of fire in high-rise buildings. These studies are aimed at their use by design institutions during the development of design parameters of fire eaves, which protrude beyond the facade and are located on the border of fire compartments along the contour of high-rise buildings, as well as to improve the regulatory framework for fire safety.Мета. Застосовуючи FDS-моделювання виявити вплив конструктивних параметрів фасадних протипожежних карнизів на ефективність запобігання поширенню пожежі вертикальними будівельними конструкціями у висотних будівлях. Методика. Для розрахунку температурних розподілів по фасадних конструкціях моделі висотного будинку використовувалася комп’ютерна система Pyrosіm, яка слугує користувацькою оболонкою для програми Fіre Dynamіcs Sіmulator (FDS). Ця система FDS використовує чисельні алгоритми розв’язку повної системи диференціальних рівнянь Нав’є-Стокса для визначення температури та інших небезпечних факторів під час пожежі. Результати. Наведено результати FDS моделювання під час обґрунтування конструктивних параметрів протипожежних карнизів, які виступають за межі фасаду та розташовуються на межі протипожежних відсіків по контуру висотних будівель з умовною висотою більше 73,5 м. За допомогою FDS моделювання побудовано типову модель висотної будівлі, відтворено пожежне навантаження всередині приміщень та обґрунтовано критерії руйнування зовнішніх світлових прорізів (вікон), як невід’ємного чинника поширенню пожежі зовнішніми вертикальними будівельними конструкціями висотних будівель. Здійснено дослідження ефективності конструктивних параметрів карнизів та їх вплив на ефективність запобігання поширення пожежі вертикальними будівельними конструкціями за однакових вихідних умов розвитку пожежі. Побудовані порівняльні залежності розподілу температур прогріву фасаду будинку, а також визначено тривалість досягнення їх критичних значень. Наукова новизна. Проведено аналіз отриманих даних в результаті FDS-моделювання за однакових вихідних умов та зроблено висновки, щодо ефективності конструктивних параметрів протипожежних фасадних карнизів на межі протипожежних відсіків та шляхів подальшого удосконалення їх конструкції для запобігання поширенню пожежі у висотних будівлях. Наведені дослідження спрямовані для використання їх проектними установами під час розробки конструктивних параметрів протипожежних карнизів, які виступають за межі фасаду та розташовуються на межі протипожежних відсіків по контуру висотних будинків, а також для удосконалення нормативної бази у галузі пожежної безпеки висотного будівництва

Common arterial trunk: pathomorphological changes of unoperated cardiac defect in adulthood

Congenital heart defects in adulthood constitute the sufficient proportion of cardiac pathology. The common arterial trunk (CAT) is one of the сongenital cardiac defects that is described in the adult population. Without surgical intervention, patients who survived become inoperable quickly due to the development of early congestive heart insufficiency and pulmonary hypertension. The purpose of the research is to analyze the autopsy case of unoperated congenital cardiac defects in adulthood. Materials and methods. The pathomorphological analysis of the case of death of a 33-year-old male with untreated complex congenital heart defect – CAT, ventricular septal defect, Eisenmenger's syndrome was made using standard and elective histological techniques. Results. In the forensic examination of the body of the deceased 33-year-old male, congenital heart defect was diagnosed as CAT and ventricular septal defect. Coronary, pulmonary and major arteries of a large circle of blood circulate from the CAT. Congenital heart defect has been complicated by the development of cardiomegaly (heart weight 1500 g) with myocardial hypertrophy of both ventricles and led to decompensation of cardiac activity. During the pathohistological examination of the valve of the CAT we determined the foci of fibrinoid necrosis, myxomatosis, single accumulation of lymphocytes, focal fibrosis. In the myocardium of the right and left ventricles we observed hypertrophy, focal contraction and fragmentation of cardiomyocytes, expressed intramuscular edema, sclerosis of the walls of the small intramural arteries with perifocal areas of vacuolar degeneration of cardiomyocytes, stromal cardiosclerosis, isolated interstitial infiltration of lymphocytes, dilatation of lymphatic vessels. In the pulmonary tissue diffuse hemosiderosis, multiple intravalveolar hemorrhages, sclerosis of the small pulmonary arteries with the formation of two- and three-sided lumen, sclerosis of interalveolar membranes were detected. Morphological changes in the myocardium and lungs confirm prolonged congestive heart failure and pulmonary hypertension. Conclusions. We describe a unique case of long-term survival of a patient with CAT without surgical intervention. The complex of pathomorphological changes of the described case testifies to cardiovascular remodeling, which is the base of hemodynamic evolution of complex congenital heart disease and allowed the man to live up to 33 years without surgical intervention

АНАЛІЗ ФАКТОРІВ ВПЛИВУ НА ПОЖЕЖНІ РИЗИКИ У ЖИТЛОВОМУ СЕКТОРІ (НА ПРИКЛАДІ ЛЬВОВА)

Currently, issues of various factors on the impact of fire risks in residential sector are not studied. Existing methods of risk estimation calculates them for year, which does not take into account of their changes in time and space. Therefore more detailed analysis of fire risks and basic factors that have impact on them are urgent. We appraised in residential sector after the example of Lviv taking into account various factors: month in the year, season, administrative distribution, spatial structure of settlement in the town. Risks of fire in districts of Lviv are high and in some years are unacceptable, special in Galitskiy and Zaliznichniy districts. As a result of two-factor dispersive analysis is revealed, that season, location of building and both factors simultaneously have influence on risks of fire.На сьогодні питання впливу різноманітних факторів на пожежні ризики у житловому секторі ще не достатньо вивчені. Існуючі методики визначають ризики протягом року, що не дає змоги враховувати їх зміни в часі та просторі. Тому актуальним є більш детальний аналіз пожежних ризиків та основних факторів, що впливають на них. На прикладі м. Львова проведено оцінку ризиків у житловому секторі з урахуванням різноманітних факторів: місяця у році, пори року, адміністративного поділу, просторової структури заселення міста. Ризики виникнення пожеж в адміністративних районах Львова є високими, а в окремі роки – неприйнятними, особливо у Галицькому та Залізничному районах. За результатами двофакторного дисперсійного аналізу виявлено, що на ризики виникнення пожеж впливають: сезон, розташування будинків та обидва фактори одночасно

Определение коэффициентов влияния при расчете неопределенности результата измерения расхода газа расходомером с диафрагмой

В статті представлено результати дослідження та порівняльний аналіз відносних коефіцієнтів впливу вхідних величин на об’ємну витрату газу, приведену до стандартних умов. Показано,що у стандартах ДСТУ ГОСТ 8.586.2,5:2009 наведено спрощені рівняння для розрахунку відносних коефіцієнтів впливу, що збільшує значення відносної невизначеності результату вимірювання витрати газу. Отримано нові рівняння для розрахунку відносних коефіцієнтів впливу вхідних величин на об’ємну витрату природного газу, приведену до стандартних умов. Встановлено, що основні відносні коефіцієнти впливу приймають менші значення ніж коефіцієнти, рівняння яких наведені у стандартах ДСТУ ГОСТ 8.586.5:2009. Значення коефіцієнтів впливу, отримані за розробленими авторами рівняннями добре узгоджуються із результатами їх розрахунку за рівняннями наведеними в ISO 5168:2005. Отримані аналітичні залежності зменшують відносну сумарну розширену невизначеність результату вимірювання витрати газу на 0,05 %.The paper presents the results of research and comparative analysis of the relative coefficients influence the input values for volumetric flow rate of gas to standard conditions. It is shown that in standards GOST 8.586.2,5: 2009 given a simplified equations to calculate of the relative coefficients influence that increases the value of the relative uncertainty of the measurement result of gas flow rate. Retrieved new equations to calculate of the relative coefficients influence of input variables on the volume flow rate of natural gas to standard conditions. It was established that the main relative coefficients influence importance of taking less than coefficients, equations are given in standards GOST 8.586.5: 2009. The coefficients of influence, the authors obtained equations, are in good agreement with the results of the calculation of the equations given in ISO 5168: 2005. Analytical dependences reduces the relative expanded uncertainty of the gas flow measurement result by 0.05%.В статье представлены результаты исследования и сравнительный анализ относительных коэффициентов влияния входных величин на объемный расход газа, приведенный к стандартным условиям. Показано, что у стандартах ДСТУ ГОСТ 8.586.2,5:2009 приведены упрощенные уравнения для расчета относительных коэффициентов влияния, что увеличивает значение относительной неопределенности результата измерения расхода газа. Получены новые уравнения для расчета относительных коэффициентов влияния входных величин на объемный расход природного газа, приведенный к стандартным условиям. Установлено, что относительные коэффициенты влияния принимают меньшие значения, чем коэффициенты, уравнения которых приведены в стандартах ДСТУ ГОСТ 8.586.5:2009. Значения коэффициентов влияния, полученные за разработанными авторами уравнениями, хорошо согласуются с результатами их расчета за уравнениями, приведенными в ISO 5168:2005. Полученные аналитические зависимости уменьшают относительную суммарную расширенную неопределенность результата измерения расхода газа на 0,05 %

The MRN complex is transcriptionally regulated by MYCN during neural cell proliferation to control replication stress

The MRE11/RAD50/NBS1 (MRN) complex is a major sensor of DNA double strand breaks, whose role in controlling faithful DNA replication and preventing replication stress is also emerging. Inactivation of the MRN complex invariably leads to developmental and/or degenerative neuronal defects, the pathogenesis of which still remains poorly understood. In particular, NBS1 gene mutations are associated with microcephaly and strongly impaired cerebellar development, both in humans and in the mouse model. These phenotypes strikingly overlap those induced by inactivation of MYCN, an essential promoter of the expansion of neuronal stem and progenitor cells, suggesting that MYCN and the MRN complex might be connected on a unique pathway essential for the safe expansion of neuronal cells. Here, we show that MYCN transcriptionally controls the expression of each component of the MRN complex. By genetic and pharmacological inhibition of the MRN complex in a MYCN overexpression model and in the more physiological context of the Hedgehog-dependent expansion of primary cerebellar granule progenitor cells, we also show that the MRN complex is required for MYCN-dependent proliferation. Indeed, its inhibition resulted in DNA damage, activation of a DNA damage response, and cell death in a MYCN- and replication-dependent manner. Our data indicate the MRN complex is essential to restrain MYCN-induced replication stress during neural cell proliferation and support the hypothesis that replication-born DNA damage is responsible for the neuronal defects associated with MRN dysfunctions.Cell Death and Differentiation advance online publication, 12 June 2015; doi:10.1038/cdd.2015.81

Diquat Derivatives: Highly Active, Two-Dimensional Nonlinear Optical Chromophores with Potential Redox Switchability

In this article, we present a detailed study of structure−activity relationships in diquaternized 2,2′-bipyridyl (diquat) derivatives. Sixteen new chromophores have been synthesized, with variations in the amino electron donor substituents, π-conjugated bridge, and alkyl diquaternizing unit. Our aim is to combine very large, two-dimensional (2D) quadratic nonlinear optical (NLO) responses with reversible redox chemistry. The chromophores have been characterized as their PF_6^− salts by using various techniques including electronic absorption spectroscopy and cyclic voltammetry. Their visible absorption spectra are dominated by intense π → π^* intramolecular charge-transfer (ICT) bands, and all show two reversible diquat-based reductions. First hyperpolarizabilities β have been measured by using hyper-Rayleigh scattering with an 800 nm laser, and Stark spectroscopy of the ICT bands affords estimated static first hyperpolarizabilities β_0. The directly and indirectly derived β values are large and increase with the extent of π-conjugation and electron donor strength. Extending the quaternizing alkyl linkage always increases the ICT energy and decreases the E_(1/2) values for diquat reduction, but a compensating increase in the ICT intensity prevents significant decreases in Stark-based β_0 responses. Nine single-crystal X-ray structures have also been obtained. Time-dependent density functional theory clarifies the molecular electronic/optical properties, and finite field calculations agree with polarized HRS data in that the NLO responses of the disubstituted species are dominated by ‘off-diagonal’ β_(zyy) components. The most significant findings of these studies are: (i) β_0 values as much as 6 times that of the chromophore in the technologically important material (E)-4′-(dimethylamino)-N-methyl-4-stilbazolium tosylate; (ii) reversible electrochemistry that offers potential for redox-switching of optical properties over multiple states; (iii) strongly 2D NLO responses that may be exploited for novel practical applications; (iv) a new polar material, suitable for bulk NLO behavior