Giant electrocaloric effect in thin film Pb Zr_0.95 Ti_0.05 O_3

An applied electric field can reversibly change the temperature of an electrocaloric material under adiabatic conditions, and the effect is strongest near phase transitions. This phenomenon has been largely ignored because only small effects (0.003 K V^-1) have been seen in bulk samples such as Pb0.99Nb0.02(Zr0.75Sn0.20Ti0.05)0.98O3 and there is no consensus on macroscopic models. Here we demonstrate a giant electrocaloric effect (0.48 K V^-1) in 300 nm sol-gel PbZr0.95Ti0.05O3 films near the ferroelectric Curie temperature of 222oC. We also discuss a solid state device concept for electrical refrigeration that has the capacity to outperform Peltier or magnetocaloric coolers. Our results resolve the controversy surrounding macroscopic models of the electrocaloric effect and may inspire ab initio calculations of electrocaloric parameters and thus a targeted search for new materials.Comment: 5 pages, 4 figure

On a class of integrable systems connected with GL(N,\RR)

In this paper we define a new class of the quantum integrable systems associated with the quantization of the cotangent bundle $T^*(GL(N))$ to the Lie algebra $\frak{gl}_N$. The construction is based on the Gelfand-Zetlin maximal commuting subalgebra in $U(\frak{gl}_N)$. We discuss the connection with the other known integrable systems based on $T^*GL(N)$. The construction of the spectral tower associated with the proposed integrable theory is given. This spectral tower appears as a generalization of the standard spectral curve for integrable system.Comment: LaTeX, 13 page

Giant Keplerate molecule Fe30 - the first octopole magnet

The multipole expansion technique is applied to one of the largest magnetic molecules, Fe30. The molecule's dipole, toroid and quadrupole magnetic moments are equal to zero (in the absence of magnetic field) so the multipole expansion starts from the octopole moment. Probably the Fe30 molecule is the most symmetrical magnetic body synthesized so far. The magnetization process is considered theoretically in different geometries. Some components of the octopole moment experience a jump while the magnetization rises linearly up to its saturation value. An elementary octopole moment consisting of four magnetic dipoles is proposed as a hint for designing of an experiment for measurement of octopole magnetic moment components.Comment: 7 pages, 9 figure

Experimental and theoretical study of swept-wing boundary-layer instabilities. Three-dimensional Tollmien-Schlichting instability

Extensive combined experimental and theoretical investigations of the linear evolution of three-dimensional (3D) Tollmien-Schlichting (TS) instability modes of 3D boundary layers developing on a swept airfoil section have been carried out. The flow under consideration is the boundary layer over an airfoil at 35 degrees sweep and an angle of attack of +1.5 degree. At these conditions, TS instability is found to be the predominant one. Perturbations with different frequencies and spanwise wavenumbers are generated in a controlled way using a row of elastic membranes. All experimental results are deeply processed and compared with results of calculations based on theoretical approaches. Very good quantitative agreement of all measured and calculated stability characteristics of swept-wing boundary layers is achieved

Quantitative study of localized mechanisms of excitation of cross-flow instability modes in a swept-wing boundary layer

An experimental study of two efficient receptivity mechanisms of excitation of cross-flow (CF) instability modes is carried out in a boundary layer of a real airfoil section of a swept wing due to: (i) action of localized surface vibrations, and (ii) scattering of 2D freestream vortices on them. It is found that the two mechanisms lead to rather efficient excitation of CF-modes both at surface vibration frequency and at combination 'vortex-vibration' frequencies. First estimations of the corresponding localized receptivity coefficients are obtained. Direct comparison of the experimental amplification curves of the excited CF-modes with those calculated based on the linear stability theory (LST) has shown that the experimental data obtained at vibration frequency are in excellent agreement with the LST. At the same time, growth rates of the CF-modes excited at combination frequencies are found to be completely inconsistent with the LST. A possible explanation of this phenomenon via action of a new efficient distributed receptivity mechanism is suggested. This mechanism is associated with scattering of freestream vortices on rather high-amplitude CF-modes excited by surface vibrations

Experimental and theoretical study of swept-wing boundary-layer instabilities: Unsteady crossflow instability

Extensive combined experimental and theoretical investigations of the linear evolution of unsteady (in general) Cross-Flow (CF) and threedimensional (3D) Tollmien-Schlichting (TS) instability modes of 3D boundary layers developing on a swept airfoil section have been carried out. CF-instability characteristics are investigated in detail at an angle of attack of −5○ when this kind of instability dominates in the laminarturbulent transition process, while the 3D TS-instability characteristics are studied at an angle of attack of +1.5○ when this kind of instability is predominant in the transition process. All experimental results are deeply processed and compared with results of calculations based on several theoretical approaches. For the first time, very good quantitative agreement of all measured and calculated stability characteristics of swept-wing boundary layers is achieved both for unsteady CF- and 3D TS-instability modes for the case of a boundary layer developing on a real swept airfoil. The first part of the present study (this paper) is devoted to the description of the case of CF-dominated transition, while the TS-dominated case will be described in detail in a subsequent second part of this investigation

Verification and characterization of predominant instabilities of swept-wing boundary layers

The problem of identification and verification of the most important linear stability mechanisms of initial stages of laminar-turbulent transition in three-dimensional (3D) swept-wing boundary layers is discussed based on experimental and theoretical investigations performed, in particular, for real swept airfoil sections. Detailed analysis of all main boundary-layer stability characteristics with respect to the cross-flow (CF) instability modes and 3D Tollmien-Schlichting (TS) instability modes is carried out based on experimental data, as well as on computations within the framework of linear stability theories and the Parabolized Stability Equation (PSE) approach. The possibility of a very good agreement between all main measured and calculated stability characteristics is shown. Role of surface curvature and base-flow non-parallelism is discussed

Інгібітори ацетилхолінестерази з тіазолієвим скафолдом: структурні особливості і способи зв’язування

Aim. To assess the structural features of substituents and the role of a thiazolium scaffold in mechanisms of acetylcholinesterase inhibition by thiazolium salts.Results and discussion. On the basis of activities of model compounds at pH 6.5 and pH 8.0 and the results of molecular docking the binding modes of quaternized derivatives of 5-(2-hydroxyethyl)-4-methylthiazole with different substituents in position 3 and 5 were analyzed. The presence of (N)3-benzyl substituent provides the inhibitor fixation in the catalytic anionic site, whereas acyl fragments of substituents in position 5 are situated in the peripheral anionic site. Logarithms of ІС50 values of the thiazolium inhibitors, except for the compounds containing O-acyl carbocyclic groups, linearly depend on the calculated docking energies in case of a thiazolium, ion as well as a neutral tetrahedral intermediate of the thiazolium ring opening.Experimental part. Thiazolium salts were synthesized by the known methods. The activity of acetylcholinesterase was studied by Ellman’s method. Molecular docking to the active site of acetylcholinesterase was performed using an AutoDock 4.2 program.Conclusions. Structural fragments of substituents in positions 3 and 5 of the heterocyclic scaffold provide binding of the inhibitor in the catalytic anionic site and the peripheral anionic site of acetylcholinesterase, respectively. The heterocyclic scaffold can be bound to the enzyme as a thiazolium ion or a neutral tetrahedralintermediate of the ring opening reaction.Целью работы была оценка структурных особенностей заместителей и роли тиазолиевого скаффолда в механизмах ингибирования ацетилхолинэстеразы солями тиазолия.Результаты и их обсуждение. На основании активности при рН 6,5 и рН 8,0 и согласно результатов молекулярного докинга проанализированы способы связывания ацетилхолинэстеразой кватернизированных производных 5-(2-гидроксиэтил)-4-метилтиазола с различными заместителями в положениях 3 и 5. Наличие (N)3-бензильного заместителя обеспечивает лучшее закрепление ингибитора в каталитическом анионном сайте, тогда как ацильные фрагменты заместителей в положении 5 располагаются в области периферического анионного сайта. Логарифмы значений ІС50, за исключением соединений с О-ацильными карбоциклическими группами, линейно зависят от рассчитанных энергий докинга как в случае тиазолиевого иона, так и в случае нейтрального тетраэдрического интермедиата раскрытия тиазолиевого цикла.Экспериментальная часть. Соли тиазолия синтезированы известными методами. Активность ацетилхолинэстеразы определяли по методу Эллмана. Молекулярный докинг в область активного центра ацетилхолинэстеразы выполнен с использованием программы AutoDock 4.2.Выводы. Структурные фрагменты заместителей в положениях 3 и 5 гетероциклического скаффолда обеспечивают связывание ингибитора в области каталитического и периферического сайтов ацетилхолинэстеразы, соответственно. Гетероциклический скаффолд может быть связан в форме тиазолиевого иона илив форме нейтрального тетраэдрического интермедиата раскрытия тиазолиевого цикла.Метою роботи була оцінка структурних особливостей замісників і ролі тіазолієвого скафолду у механізмах інгібування ацетилхолінестерази солями тіазолію.Результати та їх обговорення. На основі активності при рН 6,5 і рН 8,0 та за результатами молекулярного докінгу проаналізовані способи зв’язування ацетилхолінестеразою кватернізованих похідних 5-(2-гідроксіетил)-4-метилтіазолу з різними замісниками в положеннях 3 і 5. Наявність N(3)-бензильного замісника забезпечує найкраще закріплення інгібітора в каталітичному аніонному сайті, тоді як ацильні фрагменти замісників у положенні 5 розташовуються в області периферичного аніонного сайту. Логарифми значень ІС50, за виключенням сполук з О-ацильними карбоциклічними групами, лінійно залежать від розрахованих енергій докінгу як у випадку тіазолієвого іону, так і у разі нейтрального тетраедричного інтермедіату розкриття тіазолієвого циклу.Експериментальна частина. Солі тіазолію синтезовані відомими методами. Активність ацетилхолінестерази визначали за методом Елмана. Молекулярний докінг у область активного центру ацетилхолінестерази здійснено з використанням програми AutoDock 4.2.Висновки. Структурні фрагменти замісників у положеннях 3 і 5 гетероциклічного скафолду забезпечують зв’язування інгібітора в області каталітичного і периферичного аніонних сайтів ацетилхолінестерази, відповідно. Гетероциклічний скафолд може бути зв’язаний у формі тіазолієвого іона або у формі нейтраль-ного тетраедричного інтермедіату розкриття тіазолієвого циклу

Развитие малого бизнеса и использование его ресурсного потенциала в регионах России

Received February 6, 2021; accepted April 12, 2021.Дата поступления 6 февраля 2021 г.; дата принятия к печати 12 апреля 2021 г.Relevance. The living standards in any country largely depend on how developed is this country’s business sector. The latter, in its turn, relies on the availability and efficient use of resources. The problem that arises in this respect and that this study seeks to address is how to measure the resource potential available for the development of small businesses in order to choose the optimal strategy of stimulating this sector for this or that region. Research objective. The aim of this research is to study resources available to small businesses and their use in Russian regions. Data and methods. The set of indicators used in our analysis helps us measure the activity of small businesses in Russian federal districts. The key elements of the assessment are based on the official statistics and include the following: average labor productivity of small businesses, the unit turnover per small enterprise, the number of small firms per 10,000 people. Each of these indicators was analyzed by using the methods of mathematical statistics according to the three criteria: stability (S); average values (M); and the variability of the results (V), which characterizes interregional differentiation within a federal district/country. Results. The article proposes a system of indicators for diagnosing small business development based on the concentration and performance of small-sized enterprises. The quantitative results of such analysis can be used for choosing strategies of small business development. Conclusion. There was a significant decline in entrepreneurial activity during the post-crisis period of 2017–2018 in Russia, which could be explained by the impact of foreign sanctions and the difficult economic situation in the country (inflation, a sharp rise in the price of resources, difficulties in communication with international partners, and the difficulty or even impossibility to adopt efficient technologies in a short time). As our analysis has shown, some of the Russian territories still have underutilized resource potential that can be used for stimulating small business development.Актуальность. Уровень жизни в любой стране во многом зависит от того, насколько развит деловой сектор этой страны. Последнее, в свою очередь, зависит от доступности и эффективного использования ресурсов. Проблема, которая возникает в этой связи и которую пытается решить данное исследование, заключается в том, как измерить ресурсный потенциал, доступный для развития малого бизнеса, чтобы выбрать оптимальную стратегию стимулирования этого сектора для того или иного региона. Цель исследования. Целью исследования является изучение ресурсов, доступных малому бизнесу, и их использования в регионах России. Данные и методы. Сформированная в работе серия относительных индикаторов направлена на выявление активности малого бизнеса по федеральным округам страны. Базовыми элементами оценки на основе данных официальной статистики выступают: средняя производительность труда в малом бизнесе, удельный оборот на одно малое предприятие, число малых фирм на 10000 населения. Каждый из указанных индикаторов проанализирован с помощью применения методов математической статистики по 3-м критериям: устойчивости (S); средним значениям (M); вариативности результатов (V), отражающей степень межрегиональной дифференциации в пределах Федерального округа/страны. Результаты. В работе предложена система показателей для диагностики деятельности сектора малого предпринимательства на основе системы показателей «концентрация-эффективность» и их статистических характеристик. Количественные значения полученных результатов служат основой для выбора направлений развития малого бизнеса в конкретной социально-экономической системе. Выводы. В посткризисный период 2017–2018 гг. в России наблюдался значительный спад предпринимательской активности, что можно объяснить влиянием внешних санкций и сложной экономической ситуацией в стране (инфляция, резкое удорожание ресурсов, трудности в общении с международными партнерами, а также сложность или даже невозможность внедрения эффективных технологий в короткие сроки). Как показал проведенный нами анализ, на некоторых территориях России все еще имеется недоиспользованный ресурсный потенциал, который может быть использован для стимулирования развития малого бизнеса