Non-Porous Nitrogen and Ruthenium Co-Doped Titania Films for Photocatalysis

Nitrogen and ruthenium co-doped titania films synthesized by sol–gel technique exhibit high photocatalytic activity under both UV and visible light. Incorporation of nitrogen and ruthenium ions in titania lattice is proven by XPS. Both doping agents affected the structural properties of the films

Resonance-like piezoelectric electron-phonon interaction in layered structures

We show that mismatch of the piezoelectric parameters between layers of multiple-quantum well structures leads to modification of the electron-phonon interaction. In particular, short-wavelength phonons propagating perpendicular to the layers with wavevector close to $2\pi n/d$, where $d$ is the period of the structure, induce a strong smoothly-varying component of the piezo-potential. As a result, they interact efficiently with 2D electrons. It is shown, that this property leads to emission of collimated quasi-monochromatic beams of high-frequency acoustic phonons from hot electrons in multiple-quantum well structures. We argue that this effect is responsible for the recently reported monochromatic transverse phonon emission from optically excited GaAs/AlAs superlattices, and provide additional experimental evidences of this.Comment: 6 pages, 7 figure

Оцінка ефективності вирощування енергетичних культур як джерело біопалива

Energy crops are grown for energy purposes. Traditionally energy crops are corn and sugarcane which are grown for industrial scale ethanol, rapeseed for producing biodiesel, annual and perennial grasses, for example cane, miscanthus, cereal straw, as well as fast-growing tree crops for biomass production. The most interesting for the temperate climate zone of Europe are the fast-growing willow species. The interest in growing energy crops, which can be used as a renewable energy source, in European countries arose in the 1970s, which was related with rising prices for traditional energy sources. The growth of energy crops has been fueled by political decisions at the international level, in particular by documents such as the Renewable Energy Development Plan for Europe and the Kyoto Protocol. After some recession, landing areas for energy crops in the EU and North America have been stabilized. The fastest growing willow occupies the largest area in Europe. The average yield of willow wood in our experiments was about 50 tons per hectare at a moisture content of 45%, with a three-year biomass harvest cycle or 9.2 tons per year and dry matter from 9 to 15 tons per year per dry biomass, in depending on the conditions of cultivation, soil, clone. The weighted average cost of one ton of willow wood with a moisture content of 10% at an area of 100 hectares of plantation for its lifetime (22 years) will be $30.5. The cost of growing willow, transporting and shredding timber at a plantation area of 30 hectares is about$ 510 per hectare. About half of all biofuel production costs are depreciation deductions for the operation of special planting and harvesting equipment. The expansion of the plantation area 3–4 times compared to the base variant (30 hectares) allows to increase the profitability of energy production by 30–50%. The return on initial costs required to organize a willow plantation depends on the use of biomass. When replacing wood with traditional energy sources (natural gas), according to our calculations, the simple payback period is 3.8 years and the discounted time is 4.7 years, which corresponds to the time of harvesting the first biomass crop. With the direct sale of biomass on the market in the payback period increases to 6–11 years, which corresponds to the second or third harvesting period (with a three-year cycle). The unit cost of energy derived from willow wood is lower relatively to other energy crops, but 1.5 times and 1.8 times higher than that of natural marsh vegetation and straw, respectively. However, the additional interest in planting willow is due to their conservation value. The main indicators for calculating cost-effectiveness have been taken experimentally. The higher combustion heat of the above-ground part of the willow tree stand averaged 18500 kJ/kg. This is in line with the results obtained by other researchers for willow wood. The maximum specific heat of combustion of willow wood according to the results of experiments carried out in Sweden ranged from 18.3 to 19.7 MJ/kg, depending on the harvesting time and the willow clones. Therefore, we can confidently say that to grow energy willow is expediently and cost-effectively.Енергетичні культури вирощуються для енергетичних потреб. Традиційно енергетичними культурами є кукурудза і цукровий очерет, які вирощуються для виробництва етанолу в промислових масштабах, ріпак для отримання біодизеля, однорічні та багаторічні трави: наприклад, очерет, міскантус, солома зернових культур, а також швидко зростаючі деревні культури для виробництва біомаси. Для помірного кліматичного поясу Європи найбільший цікавість представляють швидкорослі види верби. Цікавість до вирощування енергетичних культур, біомаса яких може бути використана як відновлювальне джерело енергії, в європейських країнах виник в 70-ті роки минулого століття, що було пов’язано з ростом цін на традиційні енергоносії. Зростання площ енергетичних культур стимулювався політичними рішеннями на міжнародному рівні, зокрема такими документами як План розвитку відновлюваної енергетики в Європі та Кіотський протокол. Після певного спаду, площі посадок енергетичних культур в країнах ЄС та Північної Америки стабілізувалися. Найбільш значні площі в Європі займає швидкозростаюча верба. Середня врожайність деревини верби в наших експериментах склала близько 50 тонн з гектара при вологості 45%, при трирічному циклі збору біомаси або 9,2 тонни в перерахунку на рік і на суху речовину від 9 до 15 тонн на рік в перерахунку на суху біомасу, в залежності від умов вирощування, ґрунту, клону. Середньозважена собівартість однієї тонни деревини верби вологістю 10% при площі енергетичної плантації 100 га за термін її експлуатації (22 роки) складе 30,5 долара. Витрати на вирощування верби, транспортування і подрібнення деревини при площі плантації 30 гектарів складають близько 510 доларів в розрахунку на гектар. Близько половини всіх витрат на виробництво біопалива складають амортизаційні відрахування на експлуатацію спеціальної посадкової і збиральної техніки. Розширення площ плантації в 3–4 рази в порівнянні з базовим варіантом (30 гектар) дозволяє збільшити рентабельність виробництва енергії на 30–50%. Окупність початкових затрат необхідних для організації плантації верби залежить від напрямів використання біомаси. При заміні деревиною традиційних енергоносіїв (природний газ) за нашими розрахунками простий термін окупності становить 3,8 року і дисконтований – 4,7 року, що відповідає часу збирання першого врожаю біомаси. При безпосередньому продажі біомаси на ринку в термін окупності збільшується до 6–11 років, що відповідає другому або третьому терміну збирання (при трирічному циклі). Собівартість одиниці енергії отриманої з деревини верби, нижче по відношенню до інших енергетичних культур, але в 1,5 рази та в 1,8 рази вище, ніж відповідно з біомаси природного болотної рослинності і соломи. Тим не менш, додатковий інтерес до посадки верби обумовлюється їх природоохоронним значенням. В якості основних показників для розрахунку економічної ефективності приймалися результати, отримані експериментальним шляхом. Вища теплота згоряння надземної частини деревостану верби в середньому склала 18500 кДж/кг. Це відповідає результатам, отриманим для деревини верби іншими дослідниками. Максимальна питома теплота згоряння деревини верби за результатами експериментів проведених в Швеції склала від 18,3 до 19,7 МДж/кг, в залежності від строків збирання і клонів верби. Отже, можемо з впевненістю стверджувати, що енергетичну вербу, вирощувати доцільно і економічно вигідно

Weighted complex projective 2-designs from bases: optimal state determination by orthogonal measurements

We introduce the problem of constructing weighted complex projective 2-designs from the union of a family of orthonormal bases. If the weight remains constant across elements of the same basis, then such designs can be interpreted as generalizations of complete sets of mutually unbiased bases, being equivalent whenever the design is composed of d+1 bases in dimension d. We show that, for the purpose of quantum state determination, these designs specify an optimal collection of orthogonal measurements. Using highly nonlinear functions on abelian groups, we construct explicit examples from d+2 orthonormal bases whenever d+1 is a prime power, covering dimensions d=6, 10, and 12, for example, where no complete sets of mutually unbiased bases have thus far been found.Comment: 28 pages, to appear in J. Math. Phy

Electron-phonon interaction via Pekar mechanism in nanostructures

We consider an electron-acoustic phonon coupling mechanism associated with the dependence of crystal dielectric permittivity on the strain (the so-called Pekar mechanism) in nanostructures characterized by strong confining electric fields. The efficiency of Pekar coupling is a function of both the absolute value and the spatial distribution of the electric field. It is demonstrated that this mechanism exhibits a phonon wavevector dependence similar to that of piezoelectricity and must be taken into account for electron transport calculations in an extended field distribution. In particular, we analyze the role of Pekar coupling in energy relaxation in silicon inversion layers. Comparison with the recent experimental results is provided to illustrate its potential significance

Логическое исчисление, использующее нечеткие формулы

The paper considers a functionally closed multi-valued calculus with conditional formulas F = {a|b} such that F s a when b = true; F = false when a = false and F = uncertainty in all other cases. A measure function for fuzzy conditional formulas has been worked out and a mechanism of logical conclusion for formulas of the proposed calculus is given in the paper. An axiomatics is introduced and theorems on incompleteness and functional closeness are proved.Рассматривается функционально замкнутое многозначное исчисление, содержащее условные формулы F = {а \ b}, интерпретируемые следующим образом; F принимает значения формулы а, ес;ш b истинна; ложь, если а ложна; значение «не определена» - во всех остальных случаях. Разработана мера для условных нечетких формул, а также обоснован механизм логического вывода для формул предложенного исчисления. Построена аксиоматика и доказаны теоремы о неполноте и функциональной замкнутости

Preclinical study of pharmacological activity of enterosorbente on the basis of montmorillonite

At present, enterosorbents based on mineral raw materials are in high demand among the population. However, there are no enterosorbents on the Russian pharmaceutical market on the basis of domestic mineral raw materials, to study the pharmacological activity of enterosorbent based on montmorillonite of Russian origin under experimental conditions. The methodological approach was based on the implementation of a complex of theoretical, pharmacological, toxicological, histological, biochemical, statistical methods. Models of experimental diarrhea, acute and toxic liver damage, acute experimental pancreatitis were selecte

PLATE FOR SURGICAL TREATMENT FOUR-FRAGMENTAL FRACTURES OF THE PROXIMAL HUMERUS

We performed the analysis of proximal humerus fracture surgical treatment results. Reasons of unsatisfactory results of multifragmental fractures surgical reduction revealed. The new construction for multifragmental fractures fixation invented and patented. Our experiments proved this construction to increase the stability of humerus multifragmental fractures fixation