Entropy of the Schwarzschild-de Sitter Black Hole due to arbitrary spin fields in different Coordinates

By using the Newman-Penrose formalism and the improved thin-layer ``brick wall'' approach, the statistical-mechanical entropies of the Schwarzschild-de Sitter black hole arising from quantum massless arbitrary spin fields are studied in the Painlev\'e and Lemaitre coordinates. Although the metrics in both the Painlev\'e and the Lemaitre coordinates do not obviously possess the singularities as that in the Schwarzschild-like coordinate, we find that, for arbitrary spin fields, the entropies in the Painlev\'e and Lemaitre coordinates are exactly equivalent to that in the Schwarzschild-like coordinate.Comment: 14 pages, no figure, to be published in JHE

Independent and additive effects of glutamic acid and methionine on yeast longevity

10.1371/journal.pone.0079319PLoS ONE811-POLN

Influence of chemical treatment on the recycling of composites before pyrolysis

Recycling of carbon fibers is one of the upcoming global research topics in composite engineering. This work investigates the influence of chemical treatment on the recovery of carbon fibers from carbon fiber reinforced plastic before pyrolysis. The chemical pretreatment was achieved using a zinc chloride/ethanol solution. The pyrolysis process was conducted in a sliding furnace. The effect of such pre-treatment on thermal degradation behaviour was determined by a thermogravimetric analyser (TGA). An original sample was also investigated for benchmarking. After the thermal pyrolysis process, the fiber tensile properties were measured using a single fiber tester. The surface functional groups and graphitization degree recovered carbon fiber were characterized using X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and Raman spectroscopy. The surface morphology of recycled carbon fibers was investigated by SEM. Pristine carbon fibers were also included in the study for benchmarking. During the pyrolysis process, the devolatilisation temperature of the pre-impregnated prepregreduced by around 40-50°C and the peak temperature was 40-50°C lower compared to that of the original prepreg. The chemical pre-treatment process reduces the pyrolysis temperature compared to the conventional pyrolysis process. After pyrolysis in nitrogen with a small amount of air, loose carbon fibers were recovered, and their surface was clean. The similar surface functional groups and the decrease of degree of graphitization were detected on the recycled carbon fiber

Rapid analysis of pyrethroid insecticides in aquaculture seawater samples via membrane-assisted solvent extraction coupled with gas chromatography-electron capture detection

A simple, efficient, and environmentally friendly membrane-assisted solvent extraction (MASE) method for the extraction and preconcentration of six pyrethroid insecticides from aquaculture seawater samples followed by gas chromatography-electron capture detection (GC-ECD) was successfully proposed. The operating conditions for MASE, such as the extraction solvent, solvent volume, NaCl concentration, stirring rate, extraction time, and temperature, were optimized. Compared to conventional Florisil-solid phase extraction (SPE), higher extraction recoveries (85.9% to 105.9%) of three spiked levels of the six pyrethroid pesticides in aquaculture seawater were obtained using MASE, and the RSD values were lower than 7.9%. The limits of detection (LOD, signal-to-noise ratio (S/N)=3) and quantification (LOQ, S/N = 10) were in the range of 0.037–0.166 and 0.12–0.55 µg L-1, respectively. The results demonstrate the excellent applicability of the MASE method in analyzing the six pyrethroid pesticides in aqueous samples. The proposed method exhibited a high potential for routine monitoring analysis of pyrethroid insecticides in seawater samples

Multiple sources of infection and potential endemic characteristics of the large outbreak of dengue in Guangdong in 2014

A large outbreak of dengue, with the most documented cases, occurred in Guangdong China in 2014. Epidemiological studies and phylogenetic analysis of the isolated dengue virus (DENV) showed this outbreak was attributed to multiple sources and caused by at least two genotypes of DENV-1 (Genotypes I and III) and two genotypes of DENV-2 (Cosmopolitan and Asian I Genotypes). A retrospective review and phylogenetic analysis of DENV isolated in Guangdong showed that DENV-1 Genotype I strains were reported continuously during 2004-2014, Genotype III strains were reported during 2009-2014 ; DENV-2 Cosmopolitan and Asian I Genotype strains were reported continuously during 2012-2014. At least 45,171 cases were reported in this outbreak, with 65.9% of the patients in the 21-55-year-old group. A trend toward a decrease in the daily newly emerged cases lagged by approximately 20 days compared with the mosquito density curve. Several epidemiological characteristics of this outbreak and the stably sustained serotypes and genotypes of DENV isolated in Guangdong suggest that Guangdong has been facing a threat of transforming from a dengue epidemic area to an endemic area. The high temperature, drenching rain, rapid urbanization, and pandemic of dengue in Southeast Asia may have contributed to this large outbreak of dengue

Improving heat resistance of polycrystalline diamond compact cutters with co–si–b binder for rock drilling

Polycrystalline diamond compact (PDC) cutters are widely utilized in oil and gas exploitation and geological drilling works, as their excellent comprehensive properties. The cobalt as binders exists in PDC is also the catalyst for diamond transforming into graphite under the high temperature, which will decrease the thermal stability of PDC seriously. So it is necessary to improving the heat resistance of PDC for drilling works. In this paper, PDC sintered with 10Co–3Si–1B binders had been prepared to decrease the content of cobalt in PDC and improve the heat resistance by forming SiC and B4C. The thermo-gravimetric analysis (TGDSC) results indicated that the beginning of oxidizing temperature of well-sintered PDC with 10Co–3Si–1B is up to 840℃, which improve the heat resistance significantly. Key words: polycrystalline diamond, cutters, heat resistanceРізці з алмазних полікристалічних композитних матеріалів (АПКМ) широко використовуються в нафтогазовидобувних і геологічних бурових роботах, через їх відмінні комплексні властивості. Кобальт в якості зв’язки в АПКМ є каталізатором для перетворення алмазу в графіт при високій температурі, що серйозно погіршує термостабільність АПКМ. У цій роботі АПКМ, спікається із зв’язкою 10Co–3Si–1B, щоб зменшити вміст кобальту в АПКМ і поліпшити термостійкість шляхом утворення SiC і B4C. Результати термогравіметричного аналізу (TG-DSC) показали, що початок температури окислення спеченого АПКМ з 10Co–3Si–1B становить близько 840 ℃, що значно підвищує термостабільність. Ключові слова: полікристалічний алмаз, різці, термостабільністьРезцы из алмазных поликристаллических композитных материалов (АПКМ) широко используются в нефтегазодобывающих и геологических буровых работах, из-за их отличных комплексных свойств. Кобальт в качестве связующего в АПКМ является катализатором для превращения алмаза в графит при высокой температуре, что серьезно ухудшает термостабильность АПКМ. В этой работе АПКМ, спекали со связующим 10Co–3Si–1B, чтобы уменьшить содержание кобальта в АПКМ и улучшить термостабильность путем образования SiC и B4C. Результаты термогравиметрического анализа (TG-DSC) показали, что начало температуры окисления хорошо спеченного АПКМ с 10Co-3Si-1B составляет около 840 ℃, что значительно повышает термостабильгость. Ключевые слова: поликристаллический алмаз, резцы, термостабильност

Peculiarities of the Tail-Withdrawal Reflex Circuit in Aplysia: a Model Study

The circuit of the tail-withdrawal reflex in Aplysia opens up possibilities to construct model systems allowing researchers to effectively investigate simple forms of learning and memory. Using the Python interface of the NEURON software, we simulated this reflex circuit and studied various characteristics of the latter. The phenomenon of spike frequency adaptation (SFA) and the period-adding bifurcation of the minimum were found in sensory neurons, when the latter were stimulated by square-wave stimuli. In all neurons of the circuit, variation of the stimulus strength first increased and then decreased the number of spikes in a burst. In addition, with decreases in the number of stimulated sensory neurons, a subliminal firing other than that in an intact burst appeared at the outputs of interneurons and motor neuron. Moreover, the potentials produced in the motor neuron induced corresponding oscillations of the muscle fiber force, which was indicative of a procedure of excitement-contraction coupling in the tail part of Aplysia. Finally, upon alteration of the conductance of synapses between interneurons and motoneuron, the duration of long-lasting responses increased regularly, implying synaptic plasticityОрганізація нервової мережі відсмикування „хвоста” в аплізії дозволяє побудувати модельну систему, за допомогою якої можна ефективно досліджувати прості форми навчання та пам’яті. Використовуючи інтерфейс Python та програмний засіб NEURON, ми змоделювали даний рефлекс та дослідили декілька властивостей модельної мережі. Феномени адаптації частоти розряду (SFA) та біфуркації з доданням періоду при мінімумі частоти спостерігалися в сенсорних нейронах в умовах стимуляції прямокутними стимулами. В усіх нейронах мережі зміни сили стимуляції призводили спочатку до збільшення числа піків у пачках, а потім до його зменшення. Окрім того, при зменшенні кількості стимульованих сенсорних нейронів на виходах інтернейронів та моторного нейрона з’являлася підпорогова кайма, що відрізнялася від такої в інтактних пачок. Більш того, потенціали, продуковані моторним нейроном, індукували відповідні осциляції сили, розвинутої м’язовим волокном, що свідчило про сполучення процесів збудження/скорочення у хвостовій частині аплізії. Нарешті, при змінах провідності синапсів між інтернейронами та мотонейронами тривалість „довгих” імпульсних відповідей закономірно збільшувалася, що вказувало на прояви синаптичної пластичності

Uncertainty Compensated High-Order Adaptive Iteration Learning Control for Robot-Assisted Upper Limb Rehabilitation

Upper limb rehabilitation robot can assist stroke patients to complete daily activities to promote the recovery of upper-limb motor functions. However, the robot uncertainty and the patient’s unconscious disturbance impose great difficulties on the high-performance trajectory tracking of the rehabilitation robot. In this paper, an uncertainty compensated high-order adaptive iterative learning controller (UCHAILC) is proposed to reduce the impact of uncertainty from inside and outside of the robot during the rehabilitation process. The nonlinear system is converted into a dynamic linearization model with uncertainty compensation, and the optimization criterion method is adopted to estimate the pseudo-partial derivative (PPD) parameters and the uncertainty respectively, then the previous iterations are used to update the current parameters through a high-order learning scheme. The convergence of UCHAILC is theoretically proved. Simulation and control experiments on a rehabilitation robot are given to validate the effectiveness of the proposed method, which is significant to improve the training security and physiotherapy effect of robot-assisted rehabilitation. Note to Practitioners —This paper was motivated by the need to assist stroke patients to restore motor function for executing daily activities. The inherent difficulties lie in reducing the tracking errors of rehabilitation robots caused by uncertainty and involuntary disturbance from patients to avoid secondary injury. The proposed UCHAILC can transform the complex nonlinear system into a dynamic linear model with uncertainty compensation, then the PPD parameters and uncertainty are estimated through high-order learning law. Theoretical analysis, simulation, and experiments verified the feasibility of the method. Furthermore, the proposed controller is not limited to the dynamic model and hardware driving mode of the robot system, which can be easily transplanted to other nonlinear control systems with uncertainties

Spike Timing-Dependent Plasticity in CA1 Pyramidal Neuron-Controlling Hippocampal Circuits: a Model Study

Spike timing-dependent plasticity (STDP) plays an important role in sculpting neural circuits to store information in the hippocampus, since motor learning and memory are thought to be closely linked with this type of synaptic plasticity. We built a computational model to study the potential learning rule by linearly changing the synaptic weight and number of the synapses involved. The main findings are the following: (i) changes in the synaptic weight and number of synapses can lead to different long-term changes in the synaptic efficacy; (ii) the first spike pair of two neurons exerts a great influence on the subsequent spike pair; a pre-post spiking pair reinforces the subsequent paired spiking, while a post-pre spiking pair depresses this paired spiking; (iii) when the synaptic weight and synaptic number change, the interval in the first spiking pair is reduced, which directly influences the first spiking pair, and (iv) when a stellate neuron is stimulated weakly or the capacitance of a CA1 pyramidal neuron is decreased, LTP is produced more easily than LTD; in the opposite case, LTD is produced more readily; an increase of the synaptic number can promote activation of CA1 pyramidal neurons.Пластичність, залежна від часу генерації імпульсів (spike timing-dependent plasticity – STDP), відіграє важливу роль у функціонуванні нейронних мереж гіпокампа, що накопичують інформацію; вважають, що моторне навчання та пам’ять тісно пов’язані зі синаптичною пластичністю саме цього типу. Ми створили комп’ютерну модель, щоб вивчити можливі закономірності в процесі навчання, залежні від лінійних змін синаптичної ваги та кількості залучених синапсів у таких мережах. Основні експериментальні знахідки були наступними: 1) варіювання синаптичної ваги та числа синапсів можуть призводити до різних тривалих змін ефективності синаптичної передачі; 2) перша пара імпульсів, генерована двома синаптично пов’язаними нейронами, здійснює потужний вплив на наступну пару імпульсів; пара імпульсів у послідовності “пре–пост” полегшує генерацію наступної пари імпульсів, тоді як пара імпульсів у послідовності “пост–пре” пригнічує таку парну генерацію; 3) коли змінюються синаптична вага та кількість залучених синапсів, міжімпульсний інтервал у першій парі скорочується, тобто реалізується прямий вплив на характеристики такої пари; 4) коли інтенсивність стимуляції зірчастого нейрона є низькою або ємність мембрани пірамідного нейрона зони CA1 є зменшеною, тривала потенціація синаптичної передачі індукується легше, ніж тривала депресія; в іншому випадку легше виникає тривала депресія; збільшення кількості синапсів сприяє активації пірамідних нейронів у зоні CA1