Strong flows of dilute suspensions of microstructure

We consider dilute suspensions that have a microstructure that may be characterized by an axial state vector. Examples include axisymmetric particles, line elements of the fluid itself, or, as an approximation, droplets of fluid or polymer molecules. Past studies, in which sufficient conditions for stretch or coherent orientation of the microstructure are obtained for steady flows with homogeneous velocity gradient tensors are shown not to apply to the general situation. Instead, a careful analysis of the microdynamical equations reveals that stretching and orientation of the microstructure by the flow must be analyzed over a time interval. Using techniques from the theory of dynamical systems, a quantitative measure is developed to determine orientations and/or stretched lengths of the microstructure, that are robust and attractive to nearby states. This leads to a strong flow criterion for unsteady flows with inhomogeneous velocity gradient tensors in which the effects of history dependence are apparent. A particular model system is treated in the case of general two-dimensional flow. The sensitivity of the results to changes in the modeling assumptions is investigated

Kompozit nanofilmek előállítása a komponensek rétegenkénti önrendeződéses adszorpciójával = Preparation of composite nanofilms using layer-by-layer self-assembly

A kutatási munka ereményeit a következő megállapításokban foglalom össze: 1) kidolgoztuk a kompozit nanofilmek felépítésében a hordozó felülethez rögzítés optimális módszerét 2) a részecske-polielektrolit multiréteges nanofilmek felépítéséhez alacsony disszociációfokú polielektrolitra van szükség 3) a részecske-polielektrolit filmek rétegszámát a részecske szuszpenzió töménysége befolyásolja 4) felületmódosított Stöber szilika részecskék alkalmasak rendezett szerkezetű mono- és multirétegek felépítésére L-B technikával 5) a Stöber szilika L-B filmek rendezettségét csökkentik a felületaktív adalékanyagok 6) új Stöber szilika felületmódosítási eljárást dolgoztunk ki 7) multiréteges nanofilmek L-B technikával történő kialakításakor a rétegek síkjára merőleges irányban a rendezettség egyenletes 8) a globuláris protein - agyagásvány filmekben a multiréteg képződés kizárólag az elektrosztatikai vonzó lölcsönhatásokra épül 9) a globuláris protein-agyagásvány filmekben a rétegek közötti összetartó erő a két egymást követő agyagásvány réteg részecskéinek horizontális átlapolódásából származik 10) a globuláris proteinek adszorpciója az agyagásvány lamella-réteggel borított felületen nő a protein molekulatömegének csökkeésével és töltéssűrűségének növekedésével 11) a multiréteges globuláris protein-agyagásvány lamella szerkezetek felületi durvasága a beépülő protein méretével nő | The project results are summarized as follows: 1) the anchoring method of film bilding strategy was optimized 2) particle-polyelectrolyte films can be build using weakly dissociated, low-charge polyelectrolytes 3) the particle suspension concentration infulences the possible number of layers that can be built 4) ordered two-dimensional nanofilms can be built with surface modified Stöber silica particles by using the Langmuir-Blodgett method 5) surfactant additives will decrease the ordering quality in the 2-D Stöber films 6) a new method of surface modification of Stöber silica particles has been worked out, for L-B deposition 7) in L-B deposition technique, the ordering of layers is of high quality, orthogonally to the plane of the layers 8) the multilayer formation from globular proteins with lamellar clay particles is vased solely on the electrostatic attraction forces 9) in the globular protein-layered clay particle multilayered films the film coherence is due to horizontal overlapping of the particles in the subsequent layers 10) the adsorption of globular proteins on the clay particle layer is governed by the size and the charge density of the protein 11) the size of the globular proteins directs the surface roughness of protein lamellar clay particle film

Emergent order in rheoscopic swirls

We discuss the reflection of light by a rheoscopic fluid (a suspension of microscopic rod-like crystals) in a steady two-dimensional flow. This is determined by an order parameter which is a non-oriented vector, obtained by averaging solutions of a nonlinear equation containing the strain rate of the fluid flow. Exact solutions of this equation are obtained from solutions of a linear equation which are analogous to Bloch bands for a one-dimensional Schrodinger equation with a periodic potential. On some contours of the stream function, the order parameter approaches a limit, and on others it depends increasingly sensitively upon position. However, in the long-time limit a local average of the order parameter is a smooth function of position in both cases. We analyse the topology of the order parameter and the structure of the generic zeros of the order parameter field.Comment: 28 pages, 13 figure

Az emberi multidrog rezisztencia fehérjék működése és fiziológiás szerepe = Molecular mechanism and physiological function of the human multidrug resistance proteins

A pályázat keretében az emberi multidrog rezisztens fehérjék (MRP) működési mechanizmusát és fiziológiás szerepét vizsgáltuk. Korábbi adataink szerint az MRP fehérjékben az N aktív centrum nagyobb affinitással köti az ATP-t, a C aktív centrum pedig az ATP hidrolízisében aktívabb. Kísérleteinkben a két aktív centrum funkcionális különbségének szerkezeti alapjait vizsgáltuk. Az MRP fehérjék ABC doménjainak szekvenciáját összehasonlítva két olyan régiót találtunk, amelyekben a két ABC domén konzerváltan eltér egymástól. Olyan MRP1 mutánsokat készítettünk, amelyekben ezen regiókban lévő eltérő aminosavakat az egyik ABC doménban kicseréltük a másik ABC domén megfelelő aminosavaival. A mutánsokat expressziós rendszerben magas szinten expresszáltuk, majd megvizsgáltuk a mutációk hatását a transzport aktivitásra. Adataink szerint a C-ABC domén Walker A régióját és az N-ABC domén signature régióját érintő aminosav csere külön-külön parciálisan, míg együttesen drasztikusan csökkenti a fehérje aktivitását. Az N-ABC Walker A régióját érintő csere nem befolyásolja, míg a C-ABC signature régiójában végzett csere eliminálja a fehérje aktivitását, ami azonban az N-ABC Walker A-t érintő mutáció egyidejű bevitelére helyreáll. Eredményeink alapján feltételezzük, hogy az N-ABC Walker A es a C-ABC signature régiójának monitorozott, - a C-ABC Walker A es N-ABC signature megfelelő aminosav párjától eltérő - aminosavpárja hozzájárul, hogy az N aktív centrum gyengébb hidrolitikus tulajdonságú. | A pályázat keretében az emberi multidrog rezisztens fehérjék (MRP) működési mechanizmusát és fiziológiás szerepét vizsgáltuk. Korábbi adataink szerint az MRP fehérjékben az N aktív centrum nagyobb affinitással köti az ATP-t, a C aktív centrum pedig az ATP hidrolízisében aktívabb. Kísérleteinkben a két aktív centrum funkcionális különbségének szerkezeti alapjait vizsgáltuk. Az MRP fehérjék ABC doménjainak szekvenciáját összehasonlítva két olyan régiót találtunk, amelyekben a két ABC domén konzerváltan eltér egymástól. Olyan MRP1 mutánsokat készítettünk, amelyekben ezen regiókban lévő eltérő aminosavakat az egyik ABC doménban kicseréltük a másik ABC domén megfelelő aminosavaival. A mutánsokat expressziós rendszerben magas szinten expresszáltuk, majd megvizsgáltuk a mutációk hatását a transzport aktivitásra. Adataink szerint a C-ABC domén Walker A régióját és az N-ABC domén signature régióját érintő aminosav csere külön-külön parciálisan, míg együttesen drasztikusan csökkenti a fehérje aktivitását. Az N-ABC Walker A régióját érintő csere nem befolyásolja, míg a C-ABC signature régiójában végzett csere eliminálja a fehérje aktivitását, ami azonban az N-ABC Walker A-t érintő mutáció egyidejű bevitelére helyreáll. Eredményeink alapján feltételezzük, hogy az N-ABC Walker A es a C-ABC signature régiójának monitorozott, - a C-ABC Walker A es N-ABC signature megfelelő aminosav párjától eltérő - aminosavpárja hozzájárul, hogy az N aktív centrum gyengébb hidrolitikus tulajdonságú

Poincare Indices of Rheoscopic Visualisations

Suspensions of small anisotropic particles, termed 'rheoscopic fluids', are used for flow visualisation. By illuminating the fluid with light of three different colours, it is possible to determine Poincare indices for vector fields formed by the longest axis of the particles. Because this vector field is non-oriented, half-integer Poincare indices are possible, and are observed experimentally. An exact solution for the direction vector appears to preclude the existence of topological singularities. However, we show that upon averaging over the random initial orientations of particles, singularities with half-integer Poincare index appear. We describe their normal forms.Comment: 4 pages, 4 figure