Pliable Lithium Superionic Conductor for AllSolid-State Batteries

The key challenges in all-solid-state batteries (ASSBs) are establishing and maintaining perfect physical contact between rigid components for facile interfacial charge transfer, particularly between the solid electrolyte and cathode, during repeated electrochemical cycling. Here, we introduce inorganic-based pliable solid electrolytes that exhibit extraordinary clay-like mechanical properties (storage and loss moduli <1 MPa) at room temperature, high lithium-ion conductivity (3.6 mS cm(-1)), and a glass transition below -50 degrees C. The unique mechanical features enabled the solid electrolyte to penetrate into the high-loading cathode like liquid, thereby providing complete ionic conduction paths for all cathode particles as well as maintaining the pathway even during cell operation. We propose a design principle in which the complex anion formation including Ga, F, and a different halogen can induce the claylike features. Our findings provide new opportunities in the search for solid electrolytes and suggest a new approach for resolving the issues caused by the solid electrolyte-cathode interface in ASSBs

Pomegranate Peel Powder: In Vitro Efficacy and Application to Contaminated Liquid Foods

In this study the recycling of pomegranate peel powder (PPP) was proposed. In particular, the use of powder loaded in a silk fibroin polymeric matrix to create an active pad was tested. For the sake of comparison, the powder alone was also analysed. Both powder and active pad efficacy was assessed in two different food systems, soymilk (rich in proteins), preliminarily contaminated with Pseudomonas spp. and yeasts, and apple juice (rich in carbohydrates), preliminarily contaminated with Alyciclobacillus acidoterrestris. Three different concentrations of powder alone and powder in the pad were tested (5%, 7.5% and 10% w/v) in both types of beverages. To assess a possible dependence of the efficacy on the powder granulometry, different powder sizes were preliminarily analysed on Pseudomonas spp. and yeasts using an in vitro test. PPP was effective on both Pseudomonas spp. and yeasts. No significant differences appeared among the tested granulometries and therefore in the subsequent tests powder with an average diameter of 250 µm was used. Results recorded with soymilk and apple juice were different. When applied to the soymilk, the activity of PPP in the pad was less effective than that recorded when the powder was directly added to the beverage. With the two highest powder concentrations directly added to food, more than four log cycle reductions in Pseudomonas spp. and yeast cells were recorded, compared to soymilk without any powder. Compared to the control sample, all the soymilk samples either with PPP or with the active pad showed a delayed microbial and fungal growth. When applied to apple juice, both powder and pad were effective at completely inhibiting the proliferation of A. acidoterrestris (<102 CFU/g)

New technologies for sanitization of fresh dairy products

L’utilizzo di tecnologie non termiche per la conservazione degli alimenti (campi elettrici pulsati, luce pulsata, luce UV, irradiazione, ultrasuoni) potrebbe rappresentare una strategia alternativa per aumentare la stabilità dei prodotti freschi. Differenti studi sono stati riportati sull’utilizzo di queste tecnologie su vari alimenti (frutta, verdura, carne cruda e pesce, succhi di frutta e latte), ma pochissime informazioni sul Fiordilatte sono disponibili. Sulla base di queste considerazioni, potrebbe essere interessante valutare l'efficacia di queste tecnologie non termiche sul Fiordilatte, al fine di prolungare la sua shelf-life. In questa tesi di dottorato è stato studiato il potenziale utilizzo di tecnologie non termiche per la sanificazione di formaggi freschi. In particolare, sono stati testati sul Fiordilatte l'efficacia di diversi trattamenti: la luce UV-C, la luce pulsata (PL), gli impulsi di luce ad alta intensità (HILP), un sistema costituito da ultrasuoni combinati con il vapore (SonoSteam), i raggi X e il plasma freddo mediante l’utilizzo di un sistema Plasma jet. Per ogni strategia di conservazione, sono stati effettuati test preliminari in vitro utilizzando Pseudomonas fluorescens, (o un mix costituito da P. fluorescens e P. putida) e Enterobatteriaceae come inoculo sulla superficie del Fiordilatte. Poi, nella prova di shelf-life i campioni non trattati e trattati sono stati confezionati con liquido di governo, conservati a 9±1 °C e periodicamente analizzati dal punto di vista della qualità microbiologica e sensoriale. I trattamenti con luce UV-C sono stati eseguiti in una cella termostatata dotato di 4 lampade UV-C, che emettono luce nella lunghezza d'onda tra 180-200 nm. I trattamenti con luce pulsata (PL) e impulsi di luce ad alta intensità (HILP) sono stati eseguiti utilizzando rispettivamente una unità di decontaminazione mobile (CLARANOR) e Steri-Pulse XL 3000. Questi dispositivi sono dotati di lampade allo xeno, che emettono luce ad alta intensità nella lunghezza d'onda tra 100-1100 nm. I trattamenti con ultrasuoni combinati con il vapore sono stati eseguiti con un impianto pilota dotato di 6 ugelli, in grado di produrre in maniera simultanea vapore (90-95 °C) e ultrasuoni (20-40 kHz). Il trattamento a raggi X è stato eseguito con il dispositivo RS-2400 (Rad Source, USA) utilizzando tre diverse dosi (0.5, 2, 3 kGy). Mentre, il trattamento con plasma jet è stato effettuata utilizzando un sistema pilota dove il getto di plasma è montato in una piccola camera che permette di lavorare a pressione atmosferica. L’Elio o una miscela di Elio + Ossigeno sono stati utilizzati come gas per la formazione del plasma. Per ogni strategia di conservazione, la crescita delle Enterobatteriaceae e delle Pseudomonas spp. è stata presa in considerazione, essendo questi gruppi microbici i responsabili principali del deterioramento dei prodotti lattiero caseari. Dalle prove preliminari con i campioni inoculati, la luce UV-C è stata in grado di decontaminare la superficie del Fiordilatte. È stata ottenuta un'estensione della shelf-life del 80% selezionando adeguate modalità di trattamento come l'esposizione del Fiordilatte ai raggi UV-C a 6.0 kJ/m2. Il trattamento con la luce pulsata (PL) ha permesso una riduzione della crescita microbica, soprattutto immediatamente dopo il trattamento ed è stato osservato che la carica microbica diminuisce con l'aumentare della intensità della luce. Durante il test di shelf-life i risultati confermano che il trattamento PL esercita una attività germicida iniziale, ma non è in grado di inibire la crescita microbica durante la conservazione. Mentre, per il trattamento con impulsi di luce ad alta intensità (HILP) è stato osservato una riduzioni significativa (oltre 1 ciclo log) su Fiordilatte inoculato, con solo pochi secondi di trattamento (da 1 a 8 s). Durante il periodo di stoccaggio refrigerato, nei campioni controllo si è osservato un aumento delle Pseudomonas spp., mentre i campioni trattati(per 2 e 4 s) non hanno mai raggiunto il limite di accettabilità microbiologica (dopo 12 giorni di stoccaggio). Nello studio effettuato con ultrasuoni combinati con il vapore tutti i dati del test in vitro hanno evidenziato che questa tecnica può essere particolarmente efficace per ridurre la contaminazione iniziale del Fiordilatte. Durante il periodo di stoccaggio per le Pseudomonas spp., i campioni trattati (per 1 s e 6 s) non hanno mai raggiunto la soglia di accettabilità microbiologica (dopo 12 giorni di stoccaggio). Pseudomonas spp. e Enterobatteriaceae, non sono stati rilevati nei campioni irradiati (trattamento a raggi X), indicando che questi gruppi microbici alteranti sono stati completamente inibiti dal trattamento a raggi X, mentre sono cresciuti nel controllo. La shelf-life per i campioni trattati con 2 e 3 kGy è stata circa di 44 e 43 giorni, rispettivamente. Mentre il controllo è rimasto accettabile per circa 10 giorni. Al contrario, i tempi di trattamento lunghi, la modalità di applicazione del plasma e l'inefficacia sono stati i problemi connessi al potenziale utilizzo del plasma jet. Pertanto, le indagini con questa tecnologia sono state interrotte. In generale, per i parametri sensoriali il punteggio della qualità globale ha indicato un accettabilità dei campioni di Fiordilatte trattati (UV-C, PL, X-ray) e questi sono stati percepiti come paragonabile ai campioni di Fiordilatte non trattati (controlli). L'efficacia di queste tecnologie è molto interessante, in quanto riduzioni microbiche significative sono state registrate nella maggior parte dei campioni trattati. L'applicazione di queste nuove tecnologie a livello industriale ha ancora bisogno di altre indagini per meglio valutare gli effetti su alcuni parametri nutrizionali e costi per lo scale-up

Combinatorics meets potential theory

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