Nou mètode per fabricar medis d'enregistrament d'alta densitat

Investigadors de la Universitat Autònoma de Barcelona, de l'Institute of Ion Beam Physics and Materials Research (Forschungszentrum Dresden - Rossendorf, Alemanya) i del Centre d'Investigació en Nanociència i Nanotecnologia, CIN2(ICN-CSIC), al Parc de Recerca UAB, entre d'altres, han desenvolupat un nou procediment per fabricar, d'una manera controlada, ràpida i econòmica, medis magnètics totalment plans, conformats per nanoimants, estructures de mida inferior als 100 nm. Aquestes entitats podrien actuar com a unitats bàsiques d'informació en els discs durs d'ordinadors, bits magnètics. L'optimització d'aquesta ruta podria, en un futur no molt llunyà, batre rècords de densitat de memòria. La recerca ha estat publicada a la prestigiosa revista Small.Investigadores de la Universitat Autònoma de Barcelona, del Institute of Ion Beam Physics and Materials Research (Forschungszentrum Dresden - Rossendorf, Alemania) y del Centro de Investigación en Nanociencia y Nanotecnología CIN2(ICN-CSIC), en el Parc de Recerca UAB, entre otros, han desarrollado un nuevo procedimiento para fabricar, de manera controlada, rápida y barata, medios magnéticos totalmente planos, conformados por nanoimanes, estructuras de tamaño inferior a los 100 nm. Estas entidades podrían actuar como unidades básicas de información en los discos duros de ordenadores, bits magnéticos. La optimización de esta ruta podría, en un futuro no muy lejano, batir récords de densidad de memoria. La investigación ha sido publicada en la prestigiosa revista Small.Researchers from various centres including Universitat Autònoma de Barcelona, the Institute of Ion Beam Physics and Materials Research (Forschungszentrum Dresden - Rossendorf, Germany) and the Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology CIN2 (ICN-CSIC) at the UAB Research Park, have developed a new process which allows a controlled, quick and cost-effective manufacturing of superflat magnetic structures, created with nanomagnets and measuring less than 100 nanometres in diameter. These data storage devices could act as basic information units in computer hard disks, serving as magnetic bits. The optimisations in these materials could make it possible in the near future to break all data storage records existing until now. The research was published recently in the journal Small

Influència del procés de granallat i de la tècnica d'esterilització en la mullabilitat del Ti c.p. per aplicacions biomèdiques

La naturalesa fisicoquímica de la superfície del titani és cabdal en els processos d’adhesió proteica que ocorren quan s’implanta aquest en un organisme viu. El tipus de proteïnes, l’estructura, orientació i l’enllaç d’aquestes determinen la posterior adhesió cel·lular i el seu creixement. S’han fet mesures de l’angle de contacte amb aigua ultrapura i medi de cultiu D.M.E.M., líquids de contacte escollits per la seva naturalesa no aliena al medi fisiològic en què es troba immers el titani en tot teixit viu. Aquestes mesures permeten traure informació de propietats fisicoquímiques de la superfície del titani. S’ha treballat amb mostres polides i granallades amb partícules abrasives de naturalesa química diferent i de distinta grandària, que s’han esterilitzat amb diferents mètodes. Es pretén establir quines de les condicions de topografia superficial i de tècnica d’esterilització donen un caràcter més hidrofílic en relació als líquids de contacte, per tal d’assegurar un bon contacte físic entre el medi líquid i el substrat; fet clau per assolir una adequada adhesió proteica. Aquesta relació encara no es troba aclarida i, actualment, és objecte d’estudi; és per això que es pretén establir unes primeres bases de caire fisicoquímic gràcies a l’exhaustiva descripció de la caracterització d’hidrofilicitat de les superfícies per a fer correlacions amb posteriors estudis d’adhesió proteica i cel·lular. Addicionalment, s’inclou la posada en funcionament de l’aparell de mesura d’angles de contacte Oca 15 plus (Dataphysics, Alemanya) i el disseny i fabricació d’una cambra climàtica per a assolir un control detallat del medi exterior immediat de les gotes sobre els substrats. Les configuracions de granallat i esterilització més hidrofíliques en el cas de l’aigua ultrapura corresponen a les provetes polides i granallades amb alúmina F-36 esterilitzades amb òxid d’etilè i granallades amb alúmina F-36 i esterilitzades amb radiació γ. En el cas del medi de cultiu, les més hidrofíliques respecte a aquest líquid són les provetes polides i esterilitzades. Aquestes configuracions són les que presenten valors del treball d’adhesió i energia lliure superficial major. La configuració de polit i esterilitzat amb òxid d’etilè és la que coincideix per ambdós líquids. Per ambdós líquids i les mostres granallades, el mètode d’esterilització que dóna lloc a una major hidrofobicitat és el vapor d’aigua saturat

Influència del procés de granallat i de la tècnica d'esterilització en la mullabilitat del Ti c.p. per aplicacions biomèdiques

La naturalesa fisicoquímica de la superfície del titani és cabdal en els processos d’adhesió proteica que ocorren quan s’implanta aquest en un organisme viu. El tipus de proteïnes, l’estructura, orientació i l’enllaç d’aquestes determinen la posterior adhesió cel·lular i el seu creixement. S’han fet mesures de l’angle de contacte amb aigua ultrapura i medi de cultiu D.M.E.M., líquids de contacte escollits per la seva naturalesa no aliena al medi fisiològic en què es troba immers el titani en tot teixit viu. Aquestes mesures permeten traure informació de propietats fisicoquímiques de la superfície del titani. S’ha treballat amb mostres polides i granallades amb partícules abrasives de naturalesa química diferent i de distinta grandària, que s’han esterilitzat amb diferents mètodes. Es pretén establir quines de les condicions de topografia superficial i de tècnica d’esterilització donen un caràcter més hidrofílic en relació als líquids de contacte, per tal d’assegurar un bon contacte físic entre el medi líquid i el substrat; fet clau per assolir una adequada adhesió proteica. Aquesta relació encara no es troba aclarida i, actualment, és objecte d’estudi; és per això que es pretén establir unes primeres bases de caire fisicoquímic gràcies a l’exhaustiva descripció de la caracterització d’hidrofilicitat de les superfícies per a fer correlacions amb posteriors estudis d’adhesió proteica i cel·lular. Addicionalment, s’inclou la posada en funcionament de l’aparell de mesura d’angles de contacte Oca 15 plus (Dataphysics, Alemanya) i el disseny i fabricació d’una cambra climàtica per a assolir un control detallat del medi exterior immediat de les gotes sobre els substrats. Les configuracions de granallat i esterilització més hidrofíliques en el cas de l’aigua ultrapura corresponen a les provetes polides i granallades amb alúmina F-36 esterilitzades amb òxid d’etilè i granallades amb alúmina F-36 i esterilitzades amb radiació γ. En el cas del medi de cultiu, les més hidrofíliques respecte a aquest líquid són les provetes polides i esterilitzades. Aquestes configuracions són les que presenten valors del treball d’adhesió i energia lliure superficial major. La configuració de polit i esterilitzat amb òxid d’etilè és la que coincideix per ambdós líquids. Per ambdós líquids i les mostres granallades, el mètode d’esterilització que dóna lloc a una major hidrofobicitat és el vapor d’aigua saturat

Evaluation of separation strategies for unmanned aerial sytems

This paper analyzes loss of separation scenarios when an Unmanned Aircraft (UA) enters in conflict with a much faster airplane flying at the same altitude. Separation distances are analyzed in terms of minimum heading changes and reaction times. Results show that maneuvers need to be performed well in advance if the (low-speed) UA is the aircraft that changes its heading. In some cases the time in which the UA and the intruder are in conflict could be too long, and may even involve multiple airliners flying over the same airway. Given that standard separation strategies may have a negative impact on the UA mission, in this paper a set of pre-planned separation maneuvers are proposed. These maneuvers aim to improve the situational awareness of both air traffic controller and UA pilotin- command, but also to disrupt as less as possible the mission performed by the UA and to minimize the uncertainty in the reactions the UA may adopt autonomously if the link with the ground station is lost. Some preliminary real-time simulations are shown, using a UA ground station simulator linked to a air traffic control simulator.Peer ReviewedPostprint (author’s final draft

An Assessment for UAS Traffic Awareness Operations

Technology evolution in the field of Unmanned Aircraft Systems (UAS) will affect the Air Traffic Management (ATM) performance regarding to new military and civil applications. UAS, as new airspace users, will represent new challenges and opportunities to design the ATM system of the future. The goal of this future ATM network is to keep intact (or improve) the network in terms of security, safety, capacity and efficiency level. On the other hand, most UAS are, at present, designed for military purposes and very few civil applications have been developed mainly because the lack of a regulation basis concerning their certification, airworthiness and operations. Therefore, UAS operations have always been solutions highly dependent on the mission to be accomplished and on the scenario of flight. The generalized development of UAS applications is still limited by the absence of systems that support the development of the actual operations. Moreover, the systematic development of UAS missions leads to many other operational risks that need to be addressed. All this elements may delay, increase the risk and cost in the implementation of a new UAS application.Peer ReviewedPostprint (published version

Exploring the climatic potential of Somo's Surf Spot for tourist destination management

Surfing is one of the most popular activities in coastal tourism resorts. However, the sport depends strongly on the met-ocean weather conditions, particularly on the surface wind-generated waves that reach the coast. This study provides examples of how users? needs and user perspectives are considered by climate data specialists to develop needed, highly useful information addressing human and social needs. In this vein, the climate analysis of such data can provide input on the expected length of a surfing season, according to the surfer?s level of expertise. In addition, other water sports, such as SUP Wave and windsurfing, among others, might be indicated when surfing conditions are not optimal. Finally, the safety of surfers and other tourists who venture into the sea is also dependent on those conditions. We collaborated with the surfing community to define a series of indices for quantifying surfing days (SD), surfing days stratified by surfers? skills (SDS), alternate offers (AOs), and surfers? and swimmers? safety (SuS and SwS). These are of general applications but require wind and wave data at a very fine scale as the input. To illustrate the potential of our indices, we applied them to the Somo beach (Cantabria, Spain). We downscaled a global wave hindcast dataset covering a 30-year period to a spatial resolution of 100 m to obtain wave-surfing information at Somo?s surf spot. The results confirmed Somo?s status as a year-round surf spot, with SD values of 229.5 days/year and monthly values between 22 days/month and 16 days/month. SDS showed different seasonal peaks according to the surfers? skills. Beginners? conditions occurred more often in the summer (18.1 days/month in July), intermediate surfers? conditions appeared in the transitional seasons (14.1 days/month in April), and advanced and big-wave riders in the winter (15.1 days/month in January and 0.7 days/month, respectively). The AO index identified the SUP wave values of 216 days/year. Wind water sports presented values of 141.6 days/year; conversely, SUP sports were possible on only 7.4 days/year. SuS and SwS identified different seasonal hazard values, decreasing from the winter, autumn, and spring to minimum values in the summer.This research is within the INDECIS project (INDECIS is part of ERA4CS, an ERA-NET initiated by JPI Climate and funded by FORMAS (SE), DLR (DE), BMWFW (AT), IFD (DK), MINECO (ES), and ANR (FR) with co-funding by the European Union Grant 690462). This article publication was possible with the support of the Secretaria d’Universitats i Recerca del Departament d’Empresa i Coneixement de la Generalitat de Catalunya, the European Union (UE), and the European Social Fund (ESF) (Doctoral Research Grant 2021FI_B2 00147—Formació personal investigador novell)

Interdependence between training and magnetization reversal in granular Co-CoO exchange bias systems

Under the terms of the Creative Commons Attribution License 3.0 (CC-BY).-- et al.The interdependence between training and magnetization reversal in granular Co-CoO exchange bias (EB) systems prepared by O ion implantation in Co thin films is demonstrated by polarized neutron reflectometry. While high-fluence O-implanted thin films show reduced relative training values and no asymmetry in magnetization reversal (all reversals take place by domain wall nucleation and motion), low-fluence O ion implantation results in an increased relative training and a magnetization reversal asymmetry between the first descending and the first ascending branches. Whereas the untrained decreasing field reversal occurs mainly by domain wall nucleation and motion, traces of a domain rotation contribution are evidenced in the increasing field reversal. This is explained by the evolution of the CoO structure and the contribution of the out-of-plane magnetization with ion implantation. The amount of incorporated O, which determines the threshold between both behaviors, is around 20 at.%. This reveals that the interdependence between training and magnetization reversal is insensitive to the morphology of the constituents (i.e., granular or layered), indicating that this is an intrinsic EB effect, which can be conveniently tailored by the interplay between the intrinsic properties of the investigated materials and ion implantation.This work was financed by the Research Foundation - Flanders (FWO), the KU Leuven Concerted Action (GOA/09/006 and GOA/14/007) programs, the 2009-SGR-1292 project of the Generalitat de Catalunya, the MAT2010-20616-C02 project of the Spanish Ministerio de Economía y Competitividad, and the European Commission under the 7th Framework Programme through the “Research Infrastructure” action of the “Capacities” Programme, NMI3-II Grant No. 283883. We thank HZB (Proposal No. PHY-04-2130) and ESRF (Proposal No. HC-1012, BM20 beamline) for the allocation of neutron and synchrotron radiation beamtime, respectively, and C. Bähtz for the assistance during the synchrotron measurements. E.M. and L.M.C.P. also thank the FWO for financial support. T.D. thanks the CNPq agency (Project No. 245897/2012-7) for financial support.Peer Reviewe

A Multilevel Magnetic Synapse Based on Voltage-Tuneable Magnetism by Nitrogen Ion Migration

Altres ajuts: acords transformatius de la UABAltres ajuts: European Union NextGenerationEU/PRTR (grant CNS2022-135230)Advanced synaptic devices with simultaneous memory and processor capabilities are envisaged as core elements of neuromorphic computing (NC) for low-power artificial intelligence. So far, most synaptic devices are based on resistive memories, where the device resistance is tuned with applied voltage or current. However, the use of electric current in such resistive devices causes significant power dissipation due to Joule heating. Higher energy efficiency has been reported in materials exhibiting voltage control of magnetism (VCM). In particular, voltage-driven ion motion to modulate magnetism (magneto-ionics) is an emerging VCM mechanism that can offer new prospects for low-power implementation of NC. In the present work, voltage-driven nitrogen ion motion is exploited in transition metal nitride (CoFeN) thin films (i.e., nitrogen magneto-ionics) to emulate biological synapses. In the proposed device, distinct multilevel non-volatile magnetic states for analog computing and multi-state storage are realized. Moreover, essential synaptic functionalities of the human brain are successfully simulated. The device exhibits an excellent synapse with a remarkable retention time (≈6 months), high switching ratio and large endurance (≈103), for hardware implementation of NC. This research provides new insight into exploiting magneto-ionic-based synaptic devices for spin-based neuromorphic systems

A taxonomy of UAS separation maneuvers and their automated execution

This paper proposes to create a taxonomy of separation conflicts between Unmanned Aerial Systems (UAS) and intruding aircrafts to facilitate its insertion in non-segregated airspace. The classification is created according to the relative speeds, angular geometry, initial intent, etc. A catalog of separation maneuvers that best fit each scenario is introduced and evaluated through a real-time simulation environment. This advisory mechanism will benefit both the UAS pilot and the ATCo in order to negotiate the best suited separation maneuver. Eventually, the same strategy can be employed as an autonomous separation system on-board a UAS that suffers a lost-link contingency, alleviating its negative impact in the airspace.Postprint (published version

Maintaining separation between airliners and RPAS in non-segregated airspace

Best paper in track award. ATM Seminar Eurocontrol/FAA (2013-06-13)When an airliner and a Remotely Piloted Air System (RPAS) have conflicting courses that may compromise the minimum safety separation between them, how much in advance should the RPAS start the separation manoeuvre? Which is the optimal heading change that will guarantee the desired separation distance with a minimum reaction time? These same questions can be asked if it is the airliner that performs the separation manoeuvre. In this paper the time reaction margins for both aircraft are analysed assuming they are equipped with Automatic Dependent Surveillance (ADS) systems able to exchange aircraft intents. Due to their small cruise speeds, RPAS manoeuvres must be initiated well before the airliner ones. This leads to some safety buffer in case the RPAS cannot comply with the required change of trajectory or if it becomes suddenly unresponsive (due to an internal failure or because a lost-link situation). The paper also assesses the operational point of view by simplifying the reaction times and conflict geometries by grouping them in a small set of cases, regarding the severity of a loss of separation event.Award-winningPostprint (published version