Effect of multilayer barriers on the optical properties of GaInNAs single quantum-well structures grown by metalorganic vapor phase epitaxy

We report on the effects of combined strain-compensating and strain-mediating layers of various widths on the optical properties of 1.3 μm GaInNAs∕GaAs single quantum well structures grown by metalorganic vapor phase epitaxy (MOVPE). While the emission wavelength of GaInNAs∕GaAs quantum wells can be redshifted by the adoption of strain-compensated GaNAs layers, the material quality is degraded by the increased stress at the well∕barrier interface. This detrimental effect can be cured by inserting a strain-mediating InGaAs layer between them. Contrary to what is expected, however, the emission wavelength is blueshifted by the insertion of the InGaAs layer, which is attributed to the reduced N incorporation due to the improved interface quality. Our results indicate that the optical properties of MOVPE-grown GaInNAs∕GaAs quantum wells can be optimized in quantum efficiency and emission wavelength by combination of strain-compensating and strain-mediating layers with suitable characteristics

Spectroscopic characterization of 1.3µm GaInNAs quantum-well structures grown by metal-organic vapor phase epitaxy

We report optical studies of high-quality 1.3 μm strain-compensated GaInNAs/GaAs single-quantum-well structures grown by metalorganic vapor phase epitaxy. Photoluminescence excitation (PLE) spectroscopy shows clearly the electronic structure of the two-dimensional quantum well. The transition energies between quantized states of the electrons and holes are in agreement with theoretical calculations based on the band anti-crossing model in which the localized N states interact with the extended states in the conduction band. We also investigated the polarization properties of the luminescence by polarized edge-emission measurements. Luminescence bands with different polarization characters arising from the electron to heavy-hole and light-hole transitions, respectively, have been identified and verify the transition assignment observed in the PLE spectrum

Surgical excision promotes tumor growth and metastasis by promoting expression of MMP-9 and VEGF in a breast cancer model

Surgery is still the main curative therapeutic modality for breast cancer. Although surgery often results in the successful removal of the primary tumor, its process could increase the risk of metastases of residual cancer cells. Understanding of the connection between breast cancer metastasis and surgical wound will lead to the establishment of a proper treatment strategy for postoperative cancer patient. Aim: To study the influence of surgical procedure on the metastasis of primary breast cancer. Methods: We established MDA-MB-435 human breast cancer xenograft model. Levels of Pro-matrix metalloproteinase 9 (Pro-MMP-9) and vascular endothelial growth factor (VEGF) in host serum and tumors were tested at different time points with ELISA and zymography and correlated to tumor growth and postoperative metastasis. Results: Our study demonstrated surgical wound had promoting effect on tumor growth and pulmonary metastasis of human breast cells, if tumor cells remain in bodies. This effect might be related to the postoperative interaction of cancer and host cells, which resulted in expression of Pro-MMP-9. Surgical process could also increase the VEGF expression in tumor tissues. Conclusions: Surgical wound-produced host Pro-MMP-9 and tumor cell VEGF might be important mediators leading to metastasis of residual breast cancer after surgery.Хирургическое лечение до сих пор остается главным терапевтическим подходом при лечении больных раком молочной железы. Хотя хирургическое удаление опухоли в большинстве случаев достаточно эффективно, в то же время оно может увеличить риск метастазирования остаточных опухолевых клеток. Понимание связи между метастазированием при раке молочной железы и операционной раной позволит выбрать наилучшую стратегию постоперационного лечения. Цель: определить влияние хирургического вмешательства на метастазирование опухоли. Методы: была создана модель рака молочной железы человека в виде ксенотрансплантата MDA-MB-435. Уровень Pro-матричной металлопротеиназы 9 (Pro-MMP-9) и фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) в сыворотке реципиента и опухолях оценивались в разные временные промежутки методом ELISA и зимографии. При этом определяли наличие корелляции между этими показа- и зимографии. При этом определяли наличие корелляции между этими показа и зимографии. При этом определяли наличие корелляции между этими показателями, ростом опухоли и постоперационными метастазами. Результаты: было показано, что операционная рана способствует росту опухоли молочной железы и ее метастазированию в легкие в случае, когда при удалении опухоли в ране остаются опухолевые клетки. Это может быть связано с постоперационным взаимодействием опухолевых и окружающих их нормальных клеток, которое приводит к экспрессии Pro-MMP-9. Удаление опухоли может также способствовать увеличению экспрессии VEGF опухолевыми клетками. Выводы: Pro-MMP-9, экспрессируемый нормальными клетками, окружающими постоперационную рану, а также VEGF, продуцируемый опухолевыми клетками, могут быть важными медиаторами метастазирования остаточных опухолевых клеток после хирургического вмешательства

Effect of Double-Atom Vacancy Defects on the Elastic Properties of Single-Layered Graphene Sheets

A molecular structural mechanics approach is used to study the effect of double-atom vacancy defects (DAVD) on the elastic properties of zigzag and armchair single-layered graphene sheets (SLGS). To this end, the space frame structure is also adopted to model the interatomic forces of the C–C bonds. The numerical simulation results obtained via the finite element method strongly suggest that double-atom vacancy defects reduce the elastic module of SLGS, which effect weakens with graphene size. Finally, the elastic modulus and Poisson’s ratio of SLGS are found to decrease with the number of DAVDS.В рамках подхода молекулярной структурной механики исследуется влияние двойных атомарных вакансионных дефектов кристаллической решетки на упругие свойства однослойных листов графена с зигзагообразной и плетеной структурой. Для моделирования межатомных сил связей типа углерод–углерод используется пространственная структурная сетка. Результаты численного моделирования, полученные методом конечных элементов, подтверждают, что наличие указанных вакансионных дефектов снижает модуль упругости графена, что приводит к уменьшению его несущей способности. Установлено, что увеличение количества вакансионных дефектов обусловливает снижение модуля упругости и коэффициента Пуассона однослойных листов графена.У рамках підходу молекулярної структурної механіки досліджується вплив подвійних атомарних вакансійних дефектів кристалічної гратки на пружні властивості одношарових листів графена із зигзагоподібною та плетеною структурою. Для моделювання міжатомних сил зв’язків типу вуглець–вуглець використовується просторова структурна сітка. Результати чисельного моделювання, отримані методом скінченних елементів, підтверджують, що наявність указаних вакансійних дефектів знижу є модуль пружності графена, що призводить до зменшення його несівної здатності. Установлено, що збільшення кількості вакансійних дефектів призводить до зниження модуля пружності та коефіцієнта Пуассона одношарових листів графена

In vitro shoot induction and plant regeneration from flower buds in Paphiopedilum orchids

Paphiopedilum species are recalcitrant in tissue culture, and no explant from mature plants has been successfully mass propagated in vitro. This study was aimed at inducing shoots and regenerating plants from the flowering plants of a sequentially flowering Paphiopedilum Deperle and a single floral Paphiopedilum Armeni White. By using cross-sectioned flower buds (FBs), we found that in both species, only sections that contained the base tissue of FBs were able to produce shoots and plants. We have also found that sections of FBs between 1.5 and 3.0 cm from Paphiopedilum Deperle were able to produce shoots, but only sections of FBs > 2.5 cm from Paphiopedilum Armeni White were regenerable. Our microscopic observations revealed that the small bract at the FB base harbored a new miniature FB, which further harbored a primitive FB with dome-shaped meristem-like tissues that presumably led to the plant induction. The reiteration of this pattern resulted in a scorpioid cyme inflorescence architecture in the multifloral Paphiopedilum species, and its failure to reiterate resulted in a single flower. The induction rates were 57-75%, and all plants survived in a greenhouse. This method is potentially applicable for the micropropagation and conservation of slipper orchids

Multiscale Modeling-Based Assessment of Elastic Properties of SLGS-Polymer Nanocomposites with Double-Atom Vacancy Defects

In this study, which is a continuation of our earlier work, the effect of double-atom vacancy defects (DAVD) on the elastic properties of single-layered graphene sheets (SLGS)-polymer nanocomposites is assessed by the multiscale modeling. According to the latter approach, the polymer matrix is modeled by finite element approach, while the SLGS and interphase layer are simulated at the atomistic scale by the molecular structural mechanics approach. In view of the Lennard–Jones potential concept, it is assumed that the SLGS and polymer matrix are related by van der Waals reciprocity. The fact that the elastic modulus of a polymer with 5% volume fraction of SLGS is increased by 17 times is demonstrated by numerous simulation results. It is also shown that the elastic modulus of SLGS-polymer nanocomposites with DAVDs is deteriorated with an increase in the number of DAVDs and improved with the increased volume fraction of SLGS.В рамках ранее предложенного авторами подхода на основе мультимасштабного моделирования исследуется влияние двойных атомарных вакансионных дефектов на упругие свойства полимерных нанокомпозитов из однослойных листов графена. Моделирование полимерной матрицы осуществляется методом конечных элементов, а интерфазный слой и однослойный лист графена моделируются на атомарном уровне в рамках молекулярной структурной механики. На основании концепции потенциала Леннарда Джонса предполагается наличие зависимости ван дер Ваальса между свойствами однослойных листов графена и полимерной матрицы. Результаты численных расчетов показывают, что модуль упругости полимера можно увеличить в 17 раз за счет добавления 5%-ной объемной доли однослойного листа графена. Установлено, что при увеличении количества двойных атомарных вакансионных дефектов модуль упругости полимерных композитов из однослойными листами графена снижается, в то время как с ростом объемной доли однослойных листов графена наблюдается его повышение.У рамках раніше запропонованого авторами підходу на основі мультимасштабного моделювання досліджується вплив подвійних атомарних вакансійних дефектів на пружні властивості полімерних нанокомпозитів з одношарових листів графена. Моделювання полімерної матриці виконано методом скінченних елементів, а інтерфазний шар і одношаровий лист графена моделюються на атомарному рівні в рамках молекулярної структурної механіки. На основі концепції потенціалу Леннарда Джонса припускається наявність залежності ван дер Ваальса між властивостями одношарових листів графена і полімерної матриці. Результати чисельних розрахунків показують, що модуль пружності полімеру можна збільшити в 17 разів за рахунок додання 5%-ної об ємної частки одношарового листа графена. Установлено, що з ростом кількості подвійних атомарних вакансійних дефектів модуль пружності полімерних композитів з одношаровими листами графена зменшується, в той час як зі зростанням об ємної частки одношарових листів графена відмічається його підвищення

Ultrastrong conductive in situ composite composed of nanodiamond incoherently embedded in disordered multilayer graphene

Traditional ceramics or metals cannot simultaneously achieve ultrahigh strength and high electrical conductivity. The elemental carbon can form a variety of allotropes with entirely different physical properties, providing versatility for tuning mechanical and electrical properties in a wide range. Here, by precisely controlling the extent of transformation of amorphous carbon into diamond within a narrow temperature–pressure range, we synthesize an in situ composite consisting of ultrafine nanodiamond homogeneously dispersed in disordered multilayer graphene with incoherent interfaces, which demonstrates a Knoop hardness of up to ~53 GPa, a compressive strength of up to ~54 GPa and an electrical conductivity of 670–1,240 S m(–1) at room temperature. With atomically resolving interface structures and molecular dynamics simulations, we reveal that amorphous carbon transforms into diamond through a nucleation process via a local rearrangement of carbon atoms and diffusion-driven growth, different from the transformation of graphite into diamond. The complex bonding between the diamond-like and graphite-like components greatly improves the mechanical properties of the composite. This superhard, ultrastrong, conductive elemental carbon composite has comprehensive properties that are superior to those of the known conductive ceramics and C/C composites. The intermediate hybridization state at the interfaces also provides insights into the amorphous-to-crystalline phase transition of carbon

Growth and haemolytic activity of pathogenic Vibrio species in egg-fried-rice with different egg ratios

Growth and haemolytic activity of several pathogenic Vibrio species were compared in egg-fried-rice with different egg ratios. Egg-fried-rice preparations with rice-to-egg ratios of 4:1, 1:1, and 1:4 were inoculated with either Vibrio parahaemolyticus, V. cholerae, V. vulnificus, or V. alginolyticus and incubated for 24 h. Cell number, thermostable direct haemolysin (TDH) activity, and total haemolytic activity were determined. The cell number and total haemolytic activity increased in all Vibrio strains after 24 h, and these were most marked in egg-fried-rice with the highest egg content (1:4 (rice:egg) ratio; P<0.05). V. alginolyticus exhibited the maximal growth and V. parahaemolyticus the highest haemolytic activity, but only V. parahaemolyticus ATCC 33847, V. alginolyticus CAMT 21162, and V. alginolyticus HY 91101 showed TDH activity. Results suggest that lowering egg content in egg-fried-rice could reduce growth and virulence of Vibrio pathogens