Ciencia en Desarrollo

Nonlinear and Nonsmooth Dynamics in Stress-Sickness Processes

Resumen De acuerdo a referencias, existe una fuerte influencia del estrés con el desarrollo de enfermedades. En este trabajo se consideraron los atributos que hacen posible esa influencia para la elaboración de un modelo matemático que permite el planteamiento de escenarios que cambian con la frecuencia con la que un individuo implementa soluciones temporales para atender el estrés (pseudosoluciones) o cambia la frecuencia con la que recibe el tratamiento médico especializado para atender la enfermedad. Los resultados son concluyentes de la dinámica del comportamiento del sistema, permitiendo la configuración de escenarios en los que es posible que el paciente: 1) sane completamente, 2) alcance niveles estables de estrés-enfermedad que puede sobrellevar sin riesgos pero con la implementación de diferentes pseudosoluciones y tratamientos médicos, o 3) ponga en riesgo su vida.

Abstract According to literature, there is a strong influence of stress with the emergence of diseases. In this paper the attributes that make possible this influence in order to develop a mathematical model that allows the approach of scenarios that change with the frequency an individual implements temporary solutions to deal with stress (pseudosolutions), or change the frequency with which it receives the specialized medical treatment to treat the disease were considered. Results are conclusive of the dynamic behavior of the system, allowing the configuration of different scenarios in which the individual: 1) is completely healed, 2) reaches stable levels of stress-sickness which can bear safely but with the implementation of different pseudosolutions and medical treatments, or 3) jeopardizes its life.

Study of the effect of failure imputation in estimating the survival curve under interval censoring

Resumen La mayoría de los análisis de supervivencia se basan en tiempos de falla exactos y observaciones censuradas a la derecha, utilizándose métodos ampliamente difundidos como el método de Kaplan-Meier (KM). Cuando los datos presentan censura a intervalo es necesario utilizar el método de Turnbull para estimar la función de supervivencia, sin embargo en la práctica se usa con frecuencia la imputación del tiempo de falla en este tipo de censura a través del punto medio del intervalo (PM), el extremo derecho del intervalo (ED) o generando un punto aleatorio dentro del mismo a través de la distribución uniforme. Este trabajo estudia a través de simulación el efecto de los tres tipos de imputación sobre la estimación de la curva de supervivencia en comparación al método desarrollado por Turnbull. Se analizaron diferentes escenarios de simulación basados en el tamaño de muestra y el tiempo entre visitas. En todos los escenarios de simulación las funciones estimadas usando imputación de datos difieren significativamente de la verdadera función de supervivencia S(t).

Abstract Most survival analyzes are based on exact failure times and right censored observations, using methods widely known as the Kaplan-Meier (KM). When the data are interval censored is necessary to use the Turnbull's method to estimate the survival function, but in practice is often used the imputation of failure times in this kind of censorship through the midpoint of the interval, the right end of the interval or generating a random point within the interval using the uniform distribution. This paper studies through simulation the effect of three types of imputation on the estimates of the survival curve compared to the method developed by Turnbull. Different simulation scenarios based on the sample size and the time between visits were analyzed. In all scenarios simulation functions estimated using data imputation differ significantly from the true survival function S(t).

Global weak solutions for a 2 x 2 balance non-symmetric system of Keyfitz-Kranzer type

Abstract In this paper we consider the Cauchy problem for a particular non-symmetric Keyfitz-Kranzer type system, by using the vanishing viscosity method coupled with the compensated compactness method we get global bounded entropy weak solutions. The main difficulty is to get uniformly bounded estimates on the viscosity method and in this paper is studied.

Resumen En este artículo se considera el problema de Cauchy para un sistema no simétrico de tipo Keyfitz-Kranzer y utilizando argumentos de viscosidad nula junto con el método de compacidad compensada se obtiene soluciones débiles entrópicas globales. La principal dificultad es obtener estimaciones uniformemente acotadas en el método de viscosidad y en este trabajo se estudia.

Monte carlo simulation of different positron emitting radionuclides incorporated in a soft tissue volume

Abstract Monte Carlo calculations were carried out with radioactive sources of monoenergetic positron-emitters used in compounds, like FDG (18F), Acetate (11C), and Ammonium (13N), were incorporated into a soft tissue volume, in the aim to estimate the type of particles produced their energies, their mean free paths, and the absorbed dose at different distances with respect to the center of the volume. The volume was modeled with a radius larger than the maximum range of positrons in order to produce 0.511 MeV annihilation gamma-ray photons. With the obtained results the absorbed dose, in various organs and tissues able to metabolize different radiopharmaceutical drugs, can be estimated. The simulation code used was Geant4.

Resumen Se llevaron a cabo cálculos por el Método Monte Carlo con diferentes compuestos de radionucleidos emisores de positrones, tales como el FDG (18F), acetato de carbono (11C), amonio (13N), etc, los cuales fueron incorporados en un volumen de tejido blando, con el propósito de estimar el tipo de partículas producidas y sus energías, los caminos libres medios y las dosis absorbida de radiación a diferentes distancias con respecto al centro del volumen. El volumen de tejido fue modelado con un radio más grande que el alcance máximo de los positrones, luego de producirse el proceso de aniquilación emitiendo fotones de 0.511 MeV. Se obtuvieron resultados de dosis absorbida y alcances máximos para varios órganos y tejidos y diferentes radiofarmacos. El código de simulación utilizado fue el Geant4.

A performance comparison of nonlinear and linear control for a DC series motor

Abstract The aim of this article is to compare the performance of linear and non-linear control in the case of a series wound DC motor. The research was focused on determining when the differences in the performance between these controllers are significant. The comparison was made on the MS150 feedback module and it included the phases of parameter estimation for the linear and the non-linear models, the statistical validation of these models and the design and implementation of the controllers. In order to make the comparison there were defined two performance criteria respectively based on the tracking error and on the control effort. These criteria were applied by considering three scenarios defined according to the range in which the velocity set point is varied. In the first scenario, the reference velocity remained constant and equal to the value of the operation point around which the linear model was obtained (60%). In the second and third scenarios the reference velocity was respectively increased from 40 % to 60 % and from 20 % to 100 %. From the experimental tests it was observed for the scenarios two and three that the tracking error and the control effort for the linear controller are superior to the non-linear ones. While for the first scenario, the linear controller presents a lower tracking error with an approximately equal control effort. From this work it was concluded that for reference velocities that are close to the operation point, the linear controller presents a significant advantage over non-linear controller.

Resumen El objetivo de este artículo es comparar el rendimiento del control lineal y no lineal para el caso de un motor de corriente continua. La investigación se centra en determinar si las diferencias en el rendimiento entre estos controladores son significativos. La comparación se realizó en el módulo feedback MS150, se incluyen las fases de la estimación de parámetros para los modelos lineales y no lineales, la validación estadística de estos modelos y el diseño e implementación de los controladores. Con el fin de hacer la comparación se definieron dos criterios de rendimiento, basado en el error de seguimiento y en el esfuerzo de control. Estos criterios se aplicaron considerando tres escenarios definidos de acuerdo con el rango en el que se varía el punto de consigna de velocidad. En el primer escenario, la velocidad de referencia se mantuvo constante e igual al valor del punto de operación alrededor de la cual se obtuvo el modelo lineal (60 %). En el segundo y tercer escenario la velocidad de referencia se aumentó, respectivamente, de 40 % al 60 %, y del 20 % a 100 %. De las pruebas experimentales se observó para los escenarios de dos y tres que el error de seguimiento y el esfuerzo de control para el controlador lineal son superiores a las no lineales. Mientras que para el primer escenario, el controlador lineal presenta un error de seguimiento inferior con un esfuerzo de control aproximadamente igual. A partir de este trabajo se concluyó que para las velocidades de referencia que están cerca del punto de operación, el controlador lineal presenta una ventaja significativa sobre controlador no lineal.

Capparaceae Juss. from Atlántico deparment, Colombia

Resumen Capparaceae Juss. es una familia de distribución amplia en regiones tropicales y subtropicales, particularmente en zonas áridas y semiáridas. El objetivo de este trabajo fue realizar el estudio taxonómico, morfológico, etnobotánico y corológico de los taxones de la familia Capparaceae presentes en el departamento del Atlántico (Colombia); para esto se recorrió el departamento y se recolectaron especímenes, los cuales se procesaron según técnicas taxonómicas clásicas. Como resultado se presenta una sinopsis de la familia Capparaceae. Se incluyen claves para la separación de los taxones y descripciones de los caracteres morfológicos de las especies que crecen en el departamento, así como también sus sinónimos, los nombres comunes y los usos. Se reportan siete géneros (Belencita, Capparidastrum, Crateva, Cynophalla, Monilicarpa, Morisonia y Quadrella) y catorce especies siendo Cynophalla el género más diverso entre ellos; además, se registra por primera vez Cynophalla polyantha (Triana & Planch.) Cornejo & Iltis en el departamento del Atlántico.

Abstract Capparaceae Juss. is a widely distributed family in tropical and subtropical regions, particularly in arid and semi-arid areas. The principal objetive of this research was to realize the taxonomic, morphological, etnobotanical and chorological study of the taxa of the family Capparaceae in the Atlántico department (Colombia); the department was crossed and specimens were collected, which were processed according to classical taxonomic techniques. As a result, a synopsis of the Capparaceae family is presented. It includes keys for the separation of the taxa and descriptions of the morphological characters of the species that grow in the department, as well as their synonyms, common nouns and uses. Seven genera (Belencita, Capparidastrum, Crateva, Cynophalla, Monilicarpa, Morisonia and Quadrella) and fourteen species are reported. Cynophalla is the most diverse genus, in addition, Cynophalla polyantha (Triana & Planch.) Cornejo & Iltis is registred for the first time in the Atlántico department.

Structure and floristic composition of tropical dry forest in the Montes de María (Sucre - Colombia)

Resumen Se caracterizó la estructura y composición en fragmentos de bosque seco tropical ubicado en los Montes de María en el departamento de Sucre (Colombia). Siete localidades fueron muestreadas a través del método RAP y modificaciones propuestas. Un total de 363 especies fueron registradas en 196 géneros y 65 familias. Las familias con mayor importancia ecológica fueron Capparaceae, Fabaceae y Rubiaceae. Las especies con mayor IVI fueron Simira cordifolia, Trichilia acuminata y Myrcia fallax. Con respecto al hábito de crecimiento, el arbustivo fue el más predominante, seguido por árboles y el menos representativo fue el de las hierbas. Las clases altimétricas, diamétricas y área basal señalaron que las localidades de Paraíso, Pajarito, Garrapata y Casa Amarilla uno fueron las que presentaron mejor estado, ya que estas acumularon el mayor número de ínvidos en la clase II (árboles adultos entre 5,1 y 10 m.) y con mayor área basal, clase III (arboles maderables entre 22 y 46 cm).

Abstract The structure and arboreal composition was characterized in fragments of tropical dry forest located in the Montes de María in the state of Sucre (Colombia). Seven localities were sampled through the RAP method and proposed modifications. A total of 363 species were recorded in 196 genera and 65 families. The families with the greatest ecological importance were Capparaceae, Fabaceae and Rubiaceae.The species with higher IVI were Simira cordifolia, Trichilia acuminate and Myrcia fallax. With respect to the floristic structure, the growth habit shrubby was the most predominant, followed by trees and herbs as the least representative. The altimetric, diametrical classes and basal areas indicated that the localities of "Paraíso", "Pajarito", "Garrapata" and "Casa Amarilla uno" were the better state, since they accumulated the highest number in the class II (adult trees between 5,1 and 10 m.) and larger basal area, class III (timber trees between 22 and 46 cm).

Genotoxicity in human lymphocytes induced by extracts of peach, Prunus pérsica grown in Pamplonita Norte de Santander.

Resumen El durazno es la segunda especie frutal de mayor importancia después del manzano, en las rosáceas. Los pesticidas son considerados como uno de los principales factores de contaminación del medio ambiente; como es conocido son ampliamente utilizados para mejorar la producción de alimentos en la agricultura y para el control de plagas y vectores de enfermedades; muchos han sido clasificados como cancerígenos, porque inducen daño en el material genético. En este trabajo se determinó la genotoxicidad producida por extractos de durazno (Prunus pérsica (L.)Batsch) cultivados en el municipio de Pamplonita, Norte de Santander. El ensayo cometa fue utilizado para la evaluación de la actividad genotóxica. Para la detección de residuos de pesticidas, se usó cromatografía de gases µECD. Los resultados indican que el extracto de durazno induce lesiones en el ADN de linfocitos humanos, que varían de acuerdo a la dosis del extracto; por cromatografía, se detectaron pesticidas como endosulfan II y el Beta BHC, que pertenecen a la familia de los organoclorados. Dado que el durazno es un producto de exportación y de alto consumo en nuestra región, la ingesta de este podría convertirse en un factor de riesgo para la población.

Abstract The peach fruit species is the second most important after the apple tree in the Rosaceae. Pesticides are considered as one of the main factors of environmental pollution; They are widely used to improve food production in agriculture and to control pests and disease vectors; many have been classified as carcinogens, because they induce damage to genetic material. This paper was determined genotoxicity produced by extracts of peach (Prunus pérsica (L.)Batsch) grown in the municipality of Pamplonita, Norte de Santander. The comet assay was used to evaluate the genotoxic activity. For pesticide detection, gas chromatography (µECD) was used. The results indicate that the peach extract induces DNA damage in human lymphocytes, which variºes according to the dose of the extract; by chromatography, pesticides like endosulfan II and Beta BHC, which belong to the family of organochlorines were detected. Since the peach is an export product and high consumption in our region, the intake of this could become a risk factor for the population.

New Species and New Records of Telmatometra (Hemiptera: Gerridae) from Colombia

Resumen El género Telmatometra (Gerridae: Trepobatinae) se distribuye en la región neotropical, con siete especies descritas hasta el momento. En el presente trabajo se describe e ilustra una nueva especie del género de la región pacífica colombiana. Telmatometra vallecaucana sp. nov. se diferencia de otras especies del género por los patrones de coloración del cuerpo, forma del abdomen y por poseer una quilla sobre el borde anterior del esternito VIII y la forma del parámero. Finalmente, se incluye una clave para las especies presentes en el país y nuevos registros de distribución departamental para las especies T. panamensis y T. whitei.

Abstract The genus Telmatometra (Gerridae: Trepobatinae) is distributed in the neotropical region and contains seven species described until the moment. In the present paper we describe and illustrate a new species from the pacific region of Colombia. Telmatometra vallecaucana sp. nov. differs from other species of the genus by the color of body, shape of the abdomen, by having a keel on the anterior edge of sternite VIII, and shape of paramere. Finally, a key for the species of the genus found in the country are also presented as well as new records of T. panamensis and T. whitei.

Synthesis of Hematite a-Fe ₂ O ₃ Nano Powders by the controlled precipitation method

Abstract Recently increased attention has been paid to the synthesis of hematite nanoparticles, due to its properties and application in various fields of modern technology. The aqueous route has shown to be simpler and more versatile than the non-aqueous routes. In this study, nanopowder particles of OC-Fe2O3 (hematite) were synthesized by controlled precipitation method in three stages: precursors' precipitation, washing and calcination. The precipitation was controlled with ferric chloride as precursor, and sodium hydroxide as precipitant, in constant agitation and pH 6. There were tested with different reaction times: With 1 and 2 days. With one day reaction, the synthesis of hematite accompanied by maghemite, was verified by XRD. After 2 days of the reaction was proved that it is possible to obtain hematite and maghemite in greater quantities, but with magnetite impurities, and less chloride content, thanks to repeated washings. This is an interesting observation since impurities magnetite has not been reported in the synthesis of hematite by controlled precipitation method. It was found that the reaction time and repeated washings used in the synthesis process, played an important role in determining the iron oxides and particle size, plus phase formation and transformation, which was confirmed at different reaction times and repeated washings by XRD analysis, FT-IR, Raman and SEM. Samples with two days reaction, washed and calcinated at 425 °C, with a size less than 100 nm are associated with a hematite, magnetite and maghemite mixture, with almost a plate-shaped sphere morphology and the aggregates are formed by hemispherical primary particles, whose size apparently is in the nanometers' order.

Resumen Recientemente se ha prestado mayor atención a la síntesis de nanopartículas de hematita, debido a sus propiedades y aplicaciones en diversos campos de la tecnología moderna. La ruta acuosa ha mostrado ser más simple y más versátil que las rutas no acuosas. En este estudio se sintetizaron nanopolvos de α-Fe2O3 (hematita) por el método de precipitación controlada en tres etapas: precipitación de precursores, lavado y calcinación. La precipitación se controla con cloruro férrico como precursor, e hidróxido de sodio como agente de precipitación, en agitación constante y pH 6. Se probaron con tiempos de reacción de 1 y 2 días. Con un día de reacción, se comprobó por DRX la síntesis de hematita, acompañada de maghemita; esta es una observación interesante, ya que las impurezas de magnetita no se han informado en la síntesis de hematita por el método de precipitación controlada; además, no se eliminaron los cloruros en un lavado. Después de 2 días de reacción se concluyó que es posible obtener hematita y maghemita, pero con impurezas de magnetita y menos contenido de cloruros, gracias a lavados repetidos. Se encontró que el tiempo de reacción y los lavados repetidos utilizados en el proceso de síntesis jugaron un papel importante en la determinación de la transformación de los óxidos de hierro y del tamaño de la partícula y de la fase. La Formación/transformación de fases a diferente tiempo de reacción y lavados repetidos se confirmó por análisis XRD, FT-IR, SEM y Raman. Las muestras con dos días de reacción, lavadas y calcinadas a 425 °C, con tamaño < 100 nm, se asocian a una mezcla de hematita, magnetita y maghemita, con morfología casi de placas en forma de esfera, y los agregados están formados por partículas primarias semiesféricas cuyo tamaño, al parecer, es del orden de nanómetros.

Methylene blue degradation over M-TiO₂ photocatalysts (M= Au or Pt)

Abstract In this study it was evaluated the methylene blue degradation over TiO2 modified by sulfation and Au or Pt addition. These materials were synthesized by photodeposition method and then were widely characterized by different techniques. In general, it was found that Au or Pt particles size distribution can be effectively controlled modifying the deposition time. It was also found that metal particle size and dye adsorption on TiO2 surface, are important factors influencing the methylene blue degradation rate. The highest dye degradation was obtained on Au-S-TiO2 photocatalyst prepared by using 120 min of deposition time; the highest effectiveness of this material in the methylene blue degradation can be mainly due to a combined effect between the presence of gold nanoparticles acting as a sink for the electrons photogenerated during the catalytic reaction and the better adsorption of the dye over the S-TiO2 surface partially covered by gold particles with the largest sizes.

Resumen En este estudio se evaluó la degradación de azul de metileno sobre TiO2 modificado por sulfatación y adición de Au o Pt. Estos materiales fueron sintetizados a través del método de fotodeposición y caracterizados usando diferentes técnicas. En general, se encontró que la distribución de tamaño de partícula de Au o Pt se puede controlar efectivamente modificando el tiempo de fotodeposición. Se encontró también que factores como el tamaño de partícula metálica y la adsorción del colorante sobre la superficie del TiO2 influencian de manera importante la velocidad de degradación del azul de metileno. La mayor degradación del colorante se obtuvo usando el fotocatalizador Au-S-TiO2 preparado con un tiempo de deposición de 120 min; la alta efectividad de este material en la degradación del azul de metileno se debe principalmente a un efecto combinado entre la presencia de partículas de oro que actúan como colectores de los electrones fotogenerados durante la reacción catalítica y a la mejor adsorción del colorante sobre la superficie del S-TiO2 cubierta parcialmente por partículas de oro con el mayor tamaño.

Evaluation of the Perovskite LaFe _0,2 Co _0,8 O ₃

Resumen Se sintetizó el cerámico LaFe 0,2 Co 0,8 O 3 , usando el método de polimerización con ácido cítrico. Las caracterizaciones de los precursores con espectroscopia infrarroja (FT-IR), ultravioleta visible (UV-vis), y análisis térmicos (TGA-DTA), revelaron la presencia de especies tipo citrato y la consolidación de una estructura estable a partir de los 700°C. Análisis de difracción de rayos X (XRD), energía dispersiva de rayos X (EDX), microscopia electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia Raman, confirmaron la consolidación de un sistema cristalino tipo LaCoO 3 de fase simple romboédrica, una superficie homogénea y porosa, y tamaño de partícula nanométrico. La evaluación mediante espectroscopia de impedancias (IS), desde temperatura ambiente hasta 900° C, mostró un material con alta conductividad eléctrica y comportamiento semiconductor.

Abstract The LaFe 0,2 Co 0,8 O 3 ceramic was synthesized using polymerization with citric acid method. Characterizations of the precursors with Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), ultraviolet-visible spectroscopy (UV-vis), and thermal analysis (TGA-DTA), revealed the presence of species citrate type, and formation of a stable structure from up to 700°C. Analysis by means of X-ray diffraction (XRD), energy dispersive X-ray (EDX), scanning electron microscopy (SEM) and Raman spectroscopy, confirmed the consolidation of a crystal system LaCoO3 type, of rhombohedral single phase, with homogeneous and porous surface and nanometer particle size. The evaluation by impedance spectroscopy (IS) from room temperature to 900°C, showed a material with good electrical conductivity and semiconductor type behavior.

Multivariate techniques, factorial multiple analysis and PLS-PATH modeling for study and classification of venezuelan honeys from states of Lara and Yaracuy

Resumen La miel es un producto natural elaborado principalmente a partir del néctar de las flores, su calidad final esta en función de su origen botánico y geográfico y su variabilidad es amplia inclusive para mieles de la misma región. En éste trabajo se han evaluado y clasificado tipos de venezolanas de los estados Lara y Yaracuy, tomando como referencia los parámetros fisicoquímicos de color, cromaticidad del sistema CIELab, pH, acidez libre (XAL), azucares totales (Xs), humedad (Xw), cenizas (Xc); conductividad eléctrica (CE), densidad y actividad de agua (aw). Adicionalmente se han relacionado los atributos sensoriales y propiedades intrínsecas de las mieles para el proceso de clasificación de mieles homogéneas a partir del análisis multivariado, factorial múltiple y PLS-PATH. La relación entre las respuestas y la regresión, revela tipos de mieles con 50 % dominantemente ámbar (A), 40 % ámbar claro (LA) y 10 % ámbar obscura (DA) de naturaleza multifloral. Las propiedades fisicoquímicas y atributos sensoriales son conducentes a la diferenciación en virtud a su origen geográfico.

Abstract Honey is a natural product made mainly from the nectar of flowers and their final quality depend on their botanical and geographical origin. Its variability is large even for honey produce at the same area. The aim of this work have been centered in evaluation of Venezuelan honey from Lara and Yaracuy States, taking as a reference the physicochemical parameters of color, chromaticity of CIELab, pH, free acidity (XAL), total sugars (Xs), moisture (Xw), ash (Xc), electrical conductivity (EC), density, and water activity (aw). Additionally have been associated the sensory attributes and intrinsic properties of honey for a classification process for homogeneous honey using multivariate analysis, multiple factor and PLS-PATH. The relationship between the answers and regression, reveals types of honey with 50 % dominantly amber (A), 40 % amber light (LA) and 10 % dark amber (DA) of multiflower nature. The physicochemical properties and sensory attributes are conducive to differentiation in accordance to their geographical origin.

Phase Transitions Induced by Pressure in the Compounds GaN, InN and AlN

Resumen Realizamos un estudio de las transiciones de fase estructurales de los nitruros III-V GaN, InN y AlN empleando el método de ondas planas aumentadas y linealizadas en la formulación de potencial completo (FP: LAPW) dentro del marco de la teoría del funcional de la densidad (DFT). Para el potencial de correlación-intercambio se utilizó la aproximación de gradiente generalizado (GGA) con la parametrización de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE). Reportamos valores de los parámetros de red a, c/a y u, volumen, energía y módulo de volumen, presiones de transición y cambio de volumen en las transiciones de fase wurtzita-rocksalt (WZ-RS) y wurtzita-zincblenda (WZ-ZB). Nuestros resultados muestran un buen acuerdo con otros reportes experimentales y teóricos e indican que la fase más estable es la WZ siguiéndole la ZB y RS, y que las transiciones de fase estudiadas corresponden a transiciones de fase de primer orden.

Abstract We study the structural phase transitions of nitrides III-V GaN, InN and AlN using the method of augmented plane waves and linearized in developing full potential (FP: LAPW) within the framework of functional theory of density (DFT). For the potential correlation-exchange the generalized gradient approximation (GGA) it was used with the parameterization of Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE). We reported values of the network parameters a, c/a and u, volume, energy and bulk modulus, transition pressures and volume change in wurtzite phase transitions-rocksalt (WZ-RS) and wurtzite-zincblende (WZ-ZB). Our results show good agreement with other experimental and theoretical reports and indicate that the most stable phase is the WZ following him ZB and RS, and phase transitions studied correspond to phase transitions of the first order.

Exchange and correlation effects on the structural and electronic properties of TiO ₂ on the rutile phase

Resumen En este trabajo, se estudiaron las propiedades estructurales y electrónicas del TiO2 en la fase rutilo a partir de cálculos de primeros principios. Los efectos de intercambio y correlación electrónica fueron estudiados utilizando funcionales en la aproximación de densidad local (LDA), la aproximación de gradiente generalizado (GGA) de Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE), Perdew-Burke-Ernzerhof revised for solids (PBEsol), Perdew-Wang 91 (PW91) y revised Perdew-Burke-Ernzerhof (rPBE), y la aproximación de gradiente meta-generalizado (meta-GGA) de Tao-Perdew-Staroverov-Scuseria (TPSS) y revised-TPSS (RTPSS), en el marco de la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT). Encontramos que el funcional PBEsol proporciona mejores resultados para el cálculo de los parámetros de red (a y c) y las longitudes ecuatorial y axial (d eq y d ax ); mientras que para la energía de cohesión (E coh ), el módulo volumétrico (B0) y los ángulos (2θ y α) los funcionales PBE, rPBE y TPSS, respectivamente, se acercan más a los valores experimentales. Se confirma que el TiO2 presenta propiedades de semiconductor directo en Ґ - Ґ.

Abstract In this work, we study the structural and electronic properties of TiO2 in the rutile phase based on first principles calculations. The electronic exchange and correlation effects were studied using functionals in the local density approximation (LDA), the generalized gradient approximation (GGA) by Perdew-Burke-Ernzerhof (PBE), Perdew-Burke-Ernzerhof revised for solids (PBEsol), Perdew-Wang 91 (PW91) and revised Perdew-Burke-Ernzerhof (rPBE), and the meta-generalized gradient approximation (meta-GGA) by Tao-Perdew-Staroverov-Scuseria (TPSS) and revised-TPSS (RTPSS) in the frame of the Density Functional Theory (DFT). We found that the PBEsol functional provides better results for the lattice parameter values (a y c) and the equatorial and axial lengths (d eq and d ax ); while for the cohesion energy (E coh ), volumetric module (B0) and angles (2θ y α) the PBE, rPBE and TPSS functionals respectively, are closer to the experimental values. It is confirmed that the TiO2 presents properties of direct semiconductor in Ґ - Ґ.

Efficient ozone production in an atmospheric pressure air microplasma

Resumen Un novedoso dispositivo para la producción de ozono en un microplasma de aire a presión atmosférica ha sido desarrollado. Se ha diseñado y fabricado una fuente de potencia para la excitación y sustentación de la microdescarga cuya frecuencia esta en relación a la cinética de las reacciones químicas en la microdescarga a voltajes por encima del potencial de ruptura del gas. El énfasis de este artículo se centra tanto en el diseño del reactor microplásmico como en la caracterización electro-óptica de la microdescarga con el propósito de determinar las condiciones de operación de la descarga. Un modelo de circuito electrónico equivalente de la descarga ha sido implementado. Este modelo permite estudiar los procesos de transferencia de energía de la fuente de potencia al plasma. La técnica de espectroscopia de emisión ha sido empleada para obtener espectros de emisión del microplasma, con lo cual se puede obtener los parámetros macroscópicos de la descarga tales como la temperatura electrónica y las temperaturas de las partículas pesadas, mediante las cuales se puede determinar el estado de equilibrio del plasma. El prototipo desarrollado no solo es útil para la síntesis de ozono sino también para la obtención de hidrogeno y otras especies químicas.

Abstract A novel device for ozone production in an air microplasma at atmospheric pressure has been developed. A power supply for exciting and sustaining the microdischarge, whose working frequency is set in relation to the kinetics of the chemical reactions taking place in the microdischarge at voltages above the first ionization potential of the gas, has been designed and fabricated. Emphasis is made both in the design of the microplasma reactor and in its electro-optical characterisation, with the purpose of determining the operating conditions of the discharge. An equivalent electronic model of the discharge has been implemented. This model allows us to study energy transfer processes from the power supply to the plasma. Emission spectroscopy techniques have been used to obtain the emission spectra of the microplasma, with which macroscopic plasma parameters such as the electronic temperature and heavy species temperatures can be inferred and the state of equilibrium assessed. The prototype developed is useful not only for the synthesis of ozone but also for the synthesis of hydrogen and other chemical species.