Metallodielectric eutectic composite for plasmonic applications

META'15, City College of New York, New York City, NY, USA August 4, 2015 – August 7, 2015; http://metaconferences.org/ocs/index.php/META15/META15Metallodielectric composites are very interesting from the point of view of metamaterials and plasmonics. For the fabrication of self-organized metallodielectric micro/nanostructures, one particularly promising approach is based on the directional solidification of eutectics. Here we demonstrate a bulk three-dimensional nanoplasmonic eutectic composite which was obtained by bottom-up approach. This material exhibits localized surface plasmon resonance (LSPR) at visible wavelengths.The authors thank the Maestro Project 2011/02/A/ST5/00471 and the Preludium Project 2012/07/N/ST5/02428 from the National Science Centre, the Project operated within the Foundation for Polish Science Team Programme cofinanced by the EU European Regional Development Fund and the U.S. Air Force Office of Scientific Research under Grant FA9550-14-1-0061 for support of this work. Additional information: The authors have applied for a patent regarding this work.Peer Reviewe

Overview of fabrication methods of plasmonic materials and selected alternative materials for plasmonic applications

Praca przedstawia przegląd literaturowy dotyczący technologii otrzymywania materiałów plazmonicznych oraz propozycji materiałów alternatywnych do obecnie stosowanych materiałów w obszarze plazmoniki. W analizie literaturowej przedstawiono porównanie metod top-down i bottom-up do otrzymywania materiałów plazmonicznych w postaci warstw, jak również jako materiałów objętościowych. Dodatkowo wybrano potencjalnie najkorzystniejsze alternatywne materiały plazmoniczne, które mogą zastąpić współcześnie używane materiały konwencjonalne stosowane w dziedzinie plazmoniki.In this work we reviewed the fabrication methods of both plasmonic materials and novel alternative materials for plasmonics. The analysis of the literature enabled a comparison of 'top-down' and 'bottom-up' preparation methods of plasmonic materials, in the form of layers as well as bulk materials. In addition, potentially the best alternative plasmonic materials which can replace conventional materials for plasmonics are proposed

Review on self-organized metal-metal oxide eutectic microstructures for photonics

Praca przedstawia przegląd literaturowy dotyczący układów eutektycznych metal-tlenek. Analiza prac różnych autorów pozwoliła wybrać materiały eutektyczne (HfO2-W stabilizowane przez Y2O3 oraz Cr2O3-Mo), które wykazują odpowiednią strukturę do zastosowań w nowoczesnej fotonice (metamateriały, ujemne załamanie światła) oraz których warunki otrzymywania pozwalają na otrzymanie ich za pomocą dostępnych metod krystalizacji kierunkowej. Wybrane systemy eutektyczne mogą być odpowiednie dla zastosowań w fotonice i możliwe do zrealizowania za pomocą urządzeń dostępnych w Laboratorium im. Jana Czochralskiego w ITMEThis paper is a review on self-organized metal--metal oxide eutectic microstructures. These kinds of materials are very promising for novel photonics. Based on literature survey two eutectic materials have been proposed as suitable from the structural and manufacturing point of view. The selected materials are: HfO2-W stabilized by Y2O3 and Cr2O3-Mo. Selected eutectic systems can be used in photonics, and can be possibly made with equipment installed in Jan Czochralski Laboratory in the Institute of Electronic Materials Technology

Wpływ szczepienia i biostymulatorów na cechy fizyczne i sesoryczne owoców pomidora (Lycopersicon esculentum Mill.) w uprawie polowej

Four tomato cultivars Macarena F₁, Faustine F₁, Cathy F₁ and Fanny F₁ were used in the study. Transplants were grown in a greenhouse. Seeds were sown at the end of March. The plants were grafted on Maxifort F₁ rootstock on April 5, 6 and 21 in the years 2006, 2007, 2008 without the use of biostimulators. In the case of the other combinations each year the following treatments with biostimulators were performed: watering with Goteo 0.1% solution (twice – 4 and 2 weeks before planting and three times after planting at three-week intervals), spraying with BM 86 0.1% solution (four times every three weeks starting at the blooming of the first cluster). In the control combination plants were untreated with biostimulators and were not grafted. Physical properties were determined and sensory analysis of tomato fruit was performed. The results showed that there was no significant influence of the applied preparations on the a*/b* value of fruits which depended mostly on the cultivars. The highest fruit firmness was obtained with BM preparation and in Faustine F₁ and Cathy F₁ cultivars. There was no significant influence of the preparations on sensory quality of fruits. Variability in sensory quality of fruits rather depended on the analyzed cultivars than on the investigated combination.Do badań wzięto cztery odmiany pomidora wysokorosnącego: Macarena F₁, Faustine F₁, Cathy F₁ i Fanny F₁. Rozsadę przygotowywano w szklarni. Nasiona wysiano w końcu marca. Rośliny szczepiono na podkładce wegetatywnej Maxifort F₁ w następujących terminach: 5, 6 kwietnia 2006 r., 2007 r. i 21 kwietnia 2008 r. Rośliny szczepione nie były traktowane biostymulatorami. W pozostałych kombinacjach w każdym roku uprawy wprowadzono biostymulatory: Goteo 0,1% dwukrotne podlewanie 4 i 2 tygodnie przed posadzeniem rozsady i trzykrotne w odstępach trzytygodniowych po posadzeniu roślin. BM 86 0,1% czterokrotne opryskiwanie co trzy tygodnie począwszy od kwitnienia pierwszego grona. W kombinacji kontrolnej nie stosowano biostymulatorów i nie szczepiono roślin. Badano cechy fizyczne oraz wykonano analizę sensoryczną owoców pomidora. Nie odnotowano istotnego wpływu preparatów na barwę owoców, która głównie zależała od odmiany. Najwyższą jędrność owoców uzyskano w kombinacji z preparatem BM 86 oraz dla odmiany Faustine F₁ i Cathy F₁. Nie stwierdzono istotnego wpływu preparatów na jakość sensoryczną owoców. Różnice jakie wystąpiły w ocenie sensorycznej zależały głównie od odmiany, a nie od badanej kombinacji

Optical features of nanocomposites obtained by micro-pulling method based on NBP glass containing Er³⁺ and silver nanoparticles

Opracowano technologię otrzymywania włókien szklanych z Na5B2P3O13 (NBP) oraz włókien NBP domieszkowanych nanocząstkami srebra i jonami Er3+ (NBP_Er3_nAg) przy użyciu metody mikrowyciągania. Metoda ta jest interesująca ze względu na możliwość uzyskania trwałych nanokompozytowych struktur 3D. Zbadano własności optyczne otrzymanych struktur. W czystym NBP obserwowano przesunięcie krawędzi absorpcji w kierunku długofalowym (do ~ 250 nm), który wiązany jest ze wzrostem zasadowości optycznej szkła wskutek zmiany wzajemnego stosunku niemostkowanych do zmostkowanych jonów tlenu. W strukturach NBP_Er3_nAg wzbudzanych linią 325 nm lasera He-Cd obserwowano transfer energii z widma emisyjnego szkła NBP do jonów Er3+ i nanocząstek srebra. Stwierdzono około dwukrotny wzrost emisji dla przejść 4I13/2-4I15/2 w obecności nanocząstek Ag w wyniku transferu energii z nAg do jonów Er3+ . Po raz pierwszy zaobserwowano również w 300K emisję przy 615 nm pochodzącą od przejść 4G11/2-4I11/2 . Ponad pięciokrotne wzmocnienie występuje w obecności silnego piku związanego z LSPR wskutek transferu energii z nanocząstek nAg na poziom 4G11/2 jonu erbu. Przy wzbudzaniu rezonansowym dla przejść 4I15/2-4F7/2 linią 488 nm emisja przy 1532 nm pochodzi głównie od wzbudzenia poziomu 4I13/2 w wyniku relaksacji wielofononowej z poziomu 4F7/2 , a obserwowane gaszenie emisji przy 1532 nm wynika z transferu energii z jonów Er3+ do grupy hydroksylowej OH, transferu pomiędzy jonami erbu oraz transferu do nanocząstek srebra.A new technology of the manufacturing of Na5B2P3O13 (NBP) glass fibers doped with erbium ions and silver nanoparticles (nAg) was elaborated by using micro-pulling method (μ - PD). The method is interesting as it allows to obtain the solid and stable 3D nanocomposite structures. The optical features of these structures were studied. A “red shift” of the absorption band gap observed for pure NBP fibers was related to the change in the optical basicity of the glass due to the change in the relation between bridging and non-bridging oxygen. In the plasmonic composite doped with nAg and Er3+ (NBP:Er3:nAg) excited with 325 nm line of He-Cd laser a radiative energy transfer was observed from matrix emission to Er3+ and nAg. Twofold increase of the emission for 4I13/2-4I15/2 transition was stated in presence of nAg. For the first time the emission at 615 nm for 4G11/2 -4I11/2 transitions was observed and more than fivefold increase in the intensity of this line occurred in the presence of the strong local surface plasmon resonance (LSPR) due to energy transfer from nAg. During excitation with 488 nm line the intensity of the emission at 1536 nm (4I13/2-4I15/2 transitions) was mainly controlled by the energy transport from Er3+ ions to hydrocarboxyl group OH as well as energy migration between erbium ions

Parameter optimization of the SPME technique for the purpose of evaluating the aroma of the fruit of cucumber of transgenic lines with a gene of thaumatin II

Mikroekstrakcja do fazy stałej (SPME) jest nowoczesną techniką izolacji związków lotnych i może stanowić alternatywę dla metod tradycyjnych. Była ona z powodzeniem stosowana w analizie różnych surowców roślinnych i produktów spożywczych. Przedmiotem zainteresowania autorów był aromat transgenicznego ogórka modyfikowanego genem taumatyny II. Do tej pory nie publikowano wyników badań oceniających wpływ tego typu modyfikacji genetycznej na profil zapachowy surowca. Celem pracy był dobór parametrów techniki SPME do oceny aromatu ogórka. Optymalizacja parametrów techniki SPME obejmowała wybór: rodzaju włókna, temperatury, czasu ekstrakcji i wysalania próby. Zastosowanie SPME pozwoliło na identyfikację związków lotnych odpowiedzialnych za aromat ogórka. Ponadto zaobserwowano zróżnicowanie ilościowe zawartości związków lotnych pomiędzy liniami transgenicznymi a niemodyfikowaną linią kontrolną.Solid phase microextraction (SPME) is a modern technique to isolate volatile compounds and it can be an alternative to traditional methods. It was successfully applied to analyse different plant fruit and food products. The authors of this paper focused their attention on the aroma of transgenic cucumber modified using a gene of thaumatin II. Until now, no results have been published of any studies dealing with the evaluation of the effect of this type of genetic modification on the volatile profile of raw material. The objective of this study was to select parameters of the SPME technique for evaluating the aroma of cucumber. The parameter optimization of the SPME technique comprised the selection of: type of fibre, temperature, extraction time, and salting out the sample. Owing to the application of the SPME technique, it was possible to identify volatile compounds responsible for the aroma of cucumber. Moreover, it was found that the contents of volatile compounds in the fruit of transgenic lines and in the non-modified control line differed

Transgeniczne ogorki z ekspresja genu taumatyny II i ich akceptacja przez szkodniki

Prześledzono, czy w wyniku wprowadzenia genu taumatyny II do genomu ogórka, uzyskane linie wykazują zmieniony w stosunku do formy wyjściowej poziom atrakcyjności dla szkodników. Materiał roślinny stanowiły transgeniczne linie ogórka o zróżnicowanym poziomie taumatyny II (T224, T212, T210), pochodzące z trzech niezależnych zdarzeń transformacyjnych. Kontrolą była forma wyjściowa dla linii transgenicznych - wysoce wsobna linia wyprowadzona z odmiany Borszczagowski, określona jako linia B. Badania wykazały, że zarówno owady (mszyce i wciornastki) jak i roztocze (przędziorki) lokowały się na transgenicznych i nietransgenicznych liniach ogórka. Najwyższe liczebności szkodników odnotowano na przełomie czerwca i lipca. Mszyce i wciornastki zasiedliły słabiej te linie ogórka, których liście cechowała wysoka zawartość taumatyny II (T224 i T212). W tym czasie roztocze (przędziorki) skolonizowały tylko linie T224 i T212, a na liniach nietransgenicznych pojawiły się dopiero pod koniec sezonu. Na roślinach wszystkich badanych linii ogórka stwierdzono obecność naturalnego wroga mszyc - roztocza z rodziny Trombidiidae. Liście linii T212 wyróżniały się wysoką zawartością metabolitów podstawowych, ważnych w diecie szkodników. Kumulacja taumatyny II zwiększyła się wraz z wiekiem liści, natomiast stężenie metabolitów wtórnych (fenole ogólne) uległo obniżeniu. Wprowadzenie do genomu ogórka genu taumatyny II wpłynęło na ilościowe zmiany w poziomie akumulacji badanych metabolitów podstawowych i wtórnych, co w konsekwencji mogło modyfikować atrakcyjność transgenicznych roślin dla szkodników.The aim of the present work was to determine if thaumatin II gene insertion into the cucumber genome can change the chemical composition of transgenics plant affecting insect and mite-pests bahaviour and development. The attractiveness of 3 lines of transgenic cucumber plants (T224, T212, T210) and the highly inbred cucumber line B (parental line) to pests was evaluated under the field conditions. Additionally, the level of thaumatin II, leaf nutritional value (total nitrogen, soluble proteins, reducing sugars) and the level of secondary metabolites (total phenolics) in age-different leaves of transformed and untransformed plants were analysed. The study shows that significantly less aphids and thrips settled on the transgenic lines than on the line B. In contrast, at the beginning of season higher numbers of mite-pests were recorded on the transgenic lines as compared to non-trangenic ones. It was found that the transgene expression levels vary with leaf age: more thaumatin II was detected in fully expanded mature leaves as compared to young ones. A significantly higher concentration of total nitrogen, reducing sugars and total phenolics was found in young leaves of the T212 as compared to young leaves of other lines. Chemical composition of mature leaves of the T212 line differed significantly in the level of reducing sugars, soluble proteins and total phenolics as compared to leaves of others lines. Conclusion: In consequence of thaumatin II gene insertion into cucumber genome the production of some leaf metabolites important for pests changed making the transformed lines rather less attractive than untransformed ones to some sucking-pests as thrips and aphids

Ocena jakości owoców pomidora pod względem składu chemicznego i jakości sensorycznej w zależności od odmiany i warunków uprawy

In the intensive tomato production under covers, the soilless cultivation dominates. The objective of this study was to assess some quality traits of cherry tomato and middle fruit size tomato, concerning their chemical composition and sensory attributes as well as their correlation to growing medium and harvest time. Cherry tomato (Dasher F1 and Organza F1) and middle fruit size tomato (Admiro F1 and DRW 7594 F1) cultivars were grown in the years 2008–2009 in the greenhouse with controlled climate and drip fertilizing system, in three different growing media. Organic media – coconut fiber and wood fiber were compared to rockwool, commonly used as a standard horticultural medium. The quality traits that mostly differentiated tomato fruits were the cultivar, harvest time and to the lesser degree the medium quality. Tomatoes harvested in July had a higher sugar content and received a higher sensory evaluation than those harvested in September. The sugars to acids ratio was the highest in fruits grown on coconut fiber. These fruits also obtained higher notes of particular determinants of sensory analysis, especially tomato flavor. The highest quality in respect to the content of the investigated chemical components and sensory evaluation was observed in fruits of Dasher F1 and Admiro F1 cultivars. A significant correlation between the content of chemical quality attributes of tomato fruit with such determinants of sensory evaluation as skin firmness, tomato and sweet taste was revealed. Sugar in fruits was positively correlated with the overall tomato assessment. Firmness and sweet taste were significantly correlated with organic acids and soluble solids contents.W intensywnej uprawie pomidora pod osłonami dominuje uprawa bezglebowa. Obiektem badań była ocena jakości owoców pomidora cherry i średnioowocowego, na podstawie wybranych chemicznych i sensorycznych cech jakościowych owoców pomidora i ich korelacji w zależności od rodzaju podłoża i terminu zbioru. Pomidor typu cherry (Dasher F1 i Organza F1) i średnioowocowy (Admiro F1 i DRW 7594 F1), uprawiano w latach 2008–2009 na trzech podłożach w kontrolowanych i monitorowanych warunkach mikroklimatu szklarni oraz fertygacji roślin. Przyjazne dla środowiska podłoża, takie jak włókno kokosowe i drzewne, porównywano z wełną mineralną jako powszechnie używanym podłożem w uprawach hydroponicznych warzyw. Jakość pomidora w istotny sposób zależała od odmiany i terminu zbioru owoców, a w najmniejszym stopniu od podłoża. Pomidory zebrane w lipcu miały wyższą zawartość cukrów i otrzymały wyższą ocenę sensoryczną niż zbierane we wrześniu. Stosunek cukrów do kwasów był najwyższy w owocach z uprawy na włóknie kokosowym. Owoce te uzyskały także wyższe oceny poszczególnych wyróżników oceny sensorycznej, szczególnie zapachu pomidorowego. Najwyższą jakość pod względem zawartości badanych składników chemicznych i oceny sensorycznej miały owoce odmiany Dasher F1 oraz Admiro F1. Wykazano istotną korelację zawartości składników chemicznych decydujących o jakości owoców pomidora z takimi wyróżnikami oceny sensorycznej, jak twardość skórki, smak pomidorowy i słodki. Zawartości cukrów w owocach była dodatnio skorelowana z oceną ogólną pomidora w metodzie profilowej. Twardość skórki i smak słodki były istotnie skorelowane z zawartością kwasów organicznych i ekstraktu cukrowego

Effect of supplementary lighting tomato seedlings metal-halide and high pressure sodium lamps on selected physiological parameters of plants

Badano wpływ doświetlania rozsady pomidora lampami metalohalogenkowymi (MH) i wysokoprężnymi lampami sodowymi (WLS) na wybrane parametry fizjologiczne roślin. Do badań wzięto dwie odmiany pomidora szklarniowego: Admiro F1 - średnioowocowa i Starbuck F1 - wielkoowocowa. Badania prowadzono w szklarni, gdzie średnia suma dobowej radiacji słonecznej wynosiła 305 J.cm-2. Przez 16 godzin na dobę połowę roślin doświetlano lampami MH, o rozkładzie emisji zoptymalizowanym do procesu fotosyntezy, a połowę WLS. Badano parametry wymiany gazowej roślin i zawartość chlorofilu w liściach oraz zawartość suchej masy liści pomidora. Rośliny doświetlane lampami WLS charakteryzowały się wyższymi wskaźnikami wymiany gazowej niż doświetlane lampami MH. Doświetlanie lampami MH wpłynęło na syntezę większej ilości chlorofilu w liściach odmiany Admiro w porównaniu z doświetlaniem lampami WLS. Istotnie więcej suchej masy miały liście pomidora, obu badanych odmian, doświetlanego lampami MH niż lampami WLS.The effect of metal-halide (MH) and high pressure sodium (HPS) lamps supplementary lighting on selected physiological parameters of tomato plants seedlings were evaluated. For the study there was taken two cultivars of greenhouse tomato: 'Admiro' F1 - medium-sized fruit and large size fruit 'Starbuck' F1. The study was conducted in the greenhouse where the average daily solar radiation was 305 J cm-2. Plants were lighted for 16 hours per day, half of plants with 400 W MH lamps which spectrum was optimized for plant photosynthesis response and half with HPS lamps (GE Lucalox 400 W).Gas exchange parameters of leaves, chlorophyll and dry matter content in leaves were studied. Plants lighted with HPS lamps were characterized by higher gas exchange rate than ones lighted with MH lamps. MH lamps usage resulted larger amount of chlorophyll In leaves of 'Admiro' F1 in comparison with the HPS lamps. Significantly more of dry matter was in leaves of both tested cultivars when lighted with MH lamps comparing to HPS