Engineering Commons^™

Effects Of Polyaniline Thickness On Photovoltaic Properties Of Pani/Tio2 Photovoltaic Cells, Akkharaphak Auisakul

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Polyaniline (PANI) is a cheap conducting polymer that exhibits p-type properties with high conductivity and unique redox properties. In this work, PANI was synthesized directly on TiO2/FTO substrates by electropolymerisation from acidic aqueous solutions of aniline to form PANI/TiO2 p-n junctions with photovoltaic properties. The thickness of the PANI layer was varied by varying electrodeposition time: 15, 30, and 45 min at the same current density of 2 mA cm-2. The thicknesses of the deposited PANI layers were examined with Scanning Electron Microscope (SEM). Short-circuit currents (ISC) and open-circuit voltages (VOC) of fabricated Pt/PANI/TiO2/FTO cells are investigated. It was found …

Prediction Of Lncrna-Protein Interactions Based On Deep Learning Model, Natsuda Navamajiti

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

One main function of long non-coding RNAs (lncRNAs) is to act as a scaffold facilitating multiple proteins to form complexes. Most of available prediction models for protein-RNA interactions, however, were proposed as a binary classifier, which limited on predicting the interaction between the non-coding RNAs and each individual RNA-binding protein (RBP). Hence, to predict if a lncRNA is acting as a scaffold, we consider this problem as a multiclass multilabel classification problem. To solve this problem, the high confident CLIP-seq data were selected from the POSTAR2 database with an augmentation of the data for the RBP classes with a small …

การเคลือบพื้นผิวอัลตราฟิลเทรชันเมมเบรนด้วยกรดแทนนิกและทองแดงเพื่อลดการอุดตันในระบบถังปฏิกรณ์เมมเบรนชีวภาพไร้อากาศ, ปุณิกา มณีวรรณ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาการปรับปรุงพื้นผิวอัลตราฟิลเทรชันเมมเบรนเพื่อเพิ่มคุณสมบัติความชอบน้ำและลดการอุดตันบนพื้นผิวเมมเบรน โดยทำการเคลือบพื้นผิวเมมเบรนพอลีไวนิลลิดีนฟลูออไรด์แบบเส้นใยกลวงด้วยกรดแทนนิกและทองแดงในรูปของสารประกอบคอปเปอร์ซัลเฟตเพนตะไฮเดรต ทำการทดลองโดยมีการเปลี่ยนแปลงอัตราส่วนระหว่างกรดแทนนิกต่อทองแดงที่อัตราส่วน 3:1 2:1 1:1 1:2 และ 1:3 โดยโมล เมมเบรนที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวทำการทดสอบคุณสมบัติความชอบน้ำด้วยเครื่องวัดมุมสัมผัสของหยดน้ำบนพื้นผิวเมมเบรน (Contact angle measurement) ทดสอบสภาพพื้นผิวและโครงสร้างทางเคมีบนพื้นผิวเมมเบรนด้วยเครื่องฟูเรียร์ทรานฟอร์มอินฟาเรดสเปคโทรสโคปี (FT-IR) และกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) หาปริมาณและรูปการจัดวางองค์ประกอบทางเคมีของทองแดงด้วยการวิเคราะห์ธาตุด้วยกล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดรวมกับเทคนิคการวัดการกระจายพลังงานของรังสีเอกซ์ (SEM-EDX) เครื่องวิเคราะห์ชนิดและปริมาณธาตุโดยหลักการคายแสงของธาตุด้วยการกระตุ้นจากพลาสมา (ICP-OES) และ เครื่องสเปคโตสโคปีของอนุภาคอิเล็กตรอนที่ถูกปลดปล่อยด้วยรังสีเอกซ์ (XPS) และทดสอบพื้นที่การยับยั้งเชื้อแบคทีเรีย (clear zone) ซึ่งพบว่าอัตราส่วนที่ 1:3 โดยโมล เป็นอัตราส่วนที่เหมาะสมที่สุด ทำการเดินระบบถังปฏิกรณ์เมมเบรนชีวภาพเพื่อทดสอบประสิทธิภาพและการลดการอุดตันของเมมเบรน พบว่าประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดีของระบบถังปฏิกรณ์เมมเบรนชีวภาพไร้อากาศของเมมเบรนที่ไม่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวและผ่านการปรับปรุงพื้นผิวมีค่าเท่ากับ ร้อยละ 92.2±3.6 และ 91.8±4.0 ตามลำดับ การทดสอบการอุดตันของเมมเบรนพบว่าเมมเบรนที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวมีค่าการซึมผ่านของน้ำผ่านเมมเบรนที่มากกว่า มีการล้างด้วยสารเคมี (Chemical cleaning) ที่น้อยกว่า และเมื่อทำการล้างแล้วมีการฟื้นตัวของค่าการซึมผ่านของน้ำผ่านเมมเบรนที่มากกว่าเมมเบรนที่ไม่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิว สอดคล้องกับค่าความต้านทานทางชลศาสตร์ของชั้นอุดตันที่มีค่าต่ำกว่า และหลังจากการเดินระบบพบว่าเมมเบรนที่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิวมีการอุดตันแบบชั้นเค้กจากเซลล์จุลชีพที่น้อยกว่าเมมเบรนที่ไม่ผ่านการปรับปรุงพื้นผิว

การสกัดคอลลาเจนจากเศษของครีบปลาหมึกกล้วย (Loligo Duvauceli) ซึ่งเป็นของเสียในอุตสาหกรรมอาหารทะเล, ศิริพงศ์ โสมสิริวัลย์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

หมึกกล้วย (Indian squid) สายพันธุ์ Loligo duvauceli เป็นสัตว์ทะเลทางเศรษฐกิจที่สำคัญของประเทศไทย พบว่าครีบหมึกจัดว่าเป็นของเสียในกระบวนการผลิตจากหมึกกล้วยคิดเป็น 12% และมีราคาถูก โดยครีบหมึกกล้วยแห้งประกอบด้วยความชื้น 4.62% โปรตีน 77.08% ไขมัน 15.60% และ เถ้า 3.03% ในงานวิจัยนี้ได้สกัดคอลลาเจนจากครีบหมึกกล้วยบดโดยใช้สารละลายโซเดียมไฮดรอกไซด์ความเข้มข้น 0.5 โมลต่อลิตรเพื่อกำจัดไขมันและโปรตีนอื่นๆ จากนั้นนำไปสกัดต่อด้วยกรดแอซิติกความเข้มข้น 0.5 โมลต่อลิตรที่อุณหภูมิ 4 องศาเซลเซียส แยกส่วนของแข็งและสารละลายออกจากกันด้วยการกรอง และนำสารละลายกรดที่ได้ไปทำแห้งด้วยวิธีแช่เยือกแข็ง โดยของแข็งที่ได้จะเรียกว่า คอลลาเจนที่ละลายในกรด (ASC) ส่วน คอลลาเจนที่ละลายในเอนไซม์เปปซิน (APSC) สกัดได้โดยใช้สารละลายเปปซินปริมาณ 1% โดยน้ำหนักต่อปริมาตรในกรดแอซิติก 0.5 โมลต่อลิตร ในขั้นตอนการสกัดพบว่าผลได้ของคอลลาเจน ASC เท่ากับ 0.69 ± 0.25% และสามารถสกัดคอลลาเจน APSC ได้ 3.02 ± 00.16% เมื่อสกัดที่ 48 ชั่วโมงและ 1.42 ± 0.41% เมื่อสกัดที่ 24 ชั่วโมง ตรวจสอบน้ำหนักโมเลกุลของคอลลาเจนด้วยเทคนิค SDS-Page เทียบกับคอลลาเจนชนิดที่ 1 จากหนังหมูพบว่าคอลลาเจนที่สกัดได้จากครีบหมึกเป็นคอลลาเจนชนิด SQ ([α1]2[α2]1) ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับคอลลาเจนชนิดที่ 1 โดย ASC ประกอบด้วยสาย α1 (202.39 kDa), α2 (159.90 kDa) และ β (281.50 kDa) และ APSC ประกอบด้วยสาย α1 (184.19 kDa), α2 (145.52 kDa) และ β (281.50 kDa) แสดงถึงส่วนเทโลเปปไทด์ถูกเอนไซม์เปปซินย่อยส่วนเทโลเปปไทด์ ฟูเรียร์ทรานส์ฟอร์มอินฟราเรดสเปกตรัมของ ASC และ …

การบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดด้วยกระบวนการโฟโตเฟนตัน, สุทธิชา ปัญญาเกิด

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

น้ำมันตัดเป็นน้ำมันที่ใช้ในการลดแรงเสียดทานและระบายความร้อนของชิ้นงานในกระบวนการผลิต น้ำมันตัดที่ผ่านการใช้งานแล้วจะมีค่าซีโอดี ความขุ่น และของแข็งแขวนลอยสูง นอกจากนี้ยังมีส่วนประกอบของสารลดแรงตึงผิว ทำให้น้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดมีลักษณะเป็นอิมัลชันที่มีความคงตัวสูงและยากในการบำบัดด้วยกระบวนการทางชีวภาพและกายภาพทั่วไป ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาประสิทธิภาพและสภาวะที่เหมาะสมของการบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดความเข้มข้นต่ำที่ไม่สามารถบำบัดได้หมดจากกระบวนการขั้นต้นและน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดความเข้มข้นสูงที่มีค่าใกล้เคียงกับความเข้มข้นของน้ำมันตัดที่เหลือจากการใช้งานในกระบวนการจริงด้วยกระบวนการเฟนตันและโฟโตเฟนตัน ในงานวิจัยนี้ศึกษาความเข้มข้นของน้ำมันตัดเริ่มต้น 0.1 1.0 4.0 9.0 และ 22.0 กรัมต่อลิตร โดยใช้เฟอร์รัสซัลเฟตเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาและควบคุมพีเอชที่ 3.0 ± 0.2 จากการศึกษาประสิทธิภาพการบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดความเข้มข้น 0.1 และ 1.0 กรัมต่อลิตร โดยใช้เฟอร์รัสไอออน 50 มิลลิกรัมต่อลิตร และอัตราส่วนของเฟอร์รัสไอออนต่อสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่ 1: 2.5 ด้วยกระบวนการเฟนตัน พบว่าสามารถบำบัดซีโอดีได้ร้อยละ 88.97 ± 5.63 และ 91.98 ± 1.68 ตามลำดับ เมื่อทำการบำบัดด้วยกระบวนการโฟโตเฟนตันพบว่าอัตราส่วนของเฟอร์รัสไอออนต่อสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่ 1: 10 มีประสิทธิภาพในการบำบัดซีโอดีของน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดทั้งสองความเข้มข้นได้สูงสุดร้อยละ 96.21 ± 5.23 และ 91.95 ± 1.52 ตามลำดับ เมื่อทำการบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดความเข้มข้นสูงที่ 4.0 9.0 และ 22.0 กรัมต่อลิตร โดยใช้ความเข้มข้นของเฟอร์รัสไอออน 75 150 และ 300 มิลลิกรัมต่อลิตร และสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ 375 300 และ 1500 มิลลิกรัมต่อลิตร ตามลำดับ พบว่าสามารถบำบัดซีโอดีได้มากกว่าร้อยละ 87 โดยประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดีของกระบวนการเฟนตันและโฟโตเฟนตันไม่มีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ (ระดับความเชื่อมั่น 95%) เนื่องจากในการศึกษาครั้งนี้ใช้น้ำเสียสังเคราะห์ที่มีความขุ่นสูง ทำให้บดบังแสงอัลตราไวโอเลตระหว่างการบำบัด ส่งผลให้การเพิ่มแสงอัลตราไวโอเลตไม่มีผลต่อการบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัด รวมถึงศึกษาการนำตะกอนจากกระบวนการเฟนตันและโฟโตเฟนตันกลับมาใช้ในการบำบัดน้ำเสียปนเปื้อนน้ำมันตัดใหม่ จากผลการศึกษาพบว่าสามารถนำตะกอนกลับมาใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแทนการเติมเฟอร์รัสไอออนในระบบได้จำนวน 2 ครั้ง โดยตะกอนที่นำกลับมาใช้ซ้ำนั้นจะมีการสะสมของสารอินทรีย์และอนุภาคของน้ำมันตัดในตะกอนเพิ่มขึ้นจากการบำบัดครั้งก่อน ทำให้มีความเข้มข้นของสารอินทรีย์เพิ่มสูงขึ้นตามรอบการใช้ตะกอนซ้ำ ส่งผลให้มีประสิทธิภาพการบำบัดซีโอดีลดลงตามจำนวนรอบการบำบัด

Effects Of Microplastic Accumulation On Floc Characteristics And Fouling Mechanism In Sequencing Batch Membrane Bioreactor, Thitiwut Maliwan

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This research investigated the effects of microplastic accumulation on the floc characteristics and mechanism of membrane fouling in a sequencing batch membrane bioreactor (SB-MBR). At first, the jar test experiment was performed for 120 min. The results indicate that spiking microplastics of 100-1,000 MPs/L resulted in an increase in floc size by 27.9±9.2% to 70.9±5.1%, while the control set (without microplastic) showed a greater increase in the floc size at 113.3±5.6% of the initial floc size. Afterwards, the SB-MBR, which was equipped with a flat-sheet microfiltration membrane, was operated at 24 hours/cycle with 4 reactors at the influent COD of …

Elastic Half-Plane Under Surface Excitations With Consideration Of Couple Stress And Surface Stress Effects, Toan Minh Le

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

This thesis presents the modeling and analysis of an elastic half-plane under the surface loading and the frictionless contact of a rigid indentor by taking the influence of both surface and couple stresses into account. The corresponding boundary value problem is formulated by adopting the surface elasticity and couple stress theories. The method of Fourier integral transform is employed together with the boundary conditions on the top surface to derive the complete elastic field of the half-plane subjected to arbitrary surface loadings. The proposed solution scheme is also applied to construct a set of fundamental solutions associated with a normal …

Msg-Fast: Metagenomic Shotgun Data Fast Annotation Using Microbial Gene Catalogs, Stuart M. Brown, Hao Chen, Yuhan Hao, Bobby P. Laungani, Thahmina A. Ali, Changsu Dong, Carlos Lijeron, Baekdoo Kim, Claudia Wultsch, Zhiheng Pei, Konstantinos Krampis

Publications and Research

Background: Current methods used for annotating metagenomics shotgun sequencing (MGS) data rely on a computationally intensive and low-stringency approach of mapping each read to a generic database of proteins or reference microbial genomes.

Results: We developed MGS-Fast, an analysis approach for shotgun whole-genome metagenomic data utilizing Bowtie2 DNA-DNA alignment of reads that is an alternative to using the integrated catalog of reference genes database of well-annotated genes compiled from human microbiome data. This method is rapid and provides high-stringency matches (>90% DNA sequence identity) of the metagenomics reads to genes with annotated functions. We demonstrate the use of this …

Vireo @ Video Browser Showdown 2019, Phuong Anh Nguyen, Chong-Wah Ngo, Danny Francis, Benoit Huet

Research Collection School Of Computing and Information Systems

In this paper, the VIREO team video retrieval tool is described in details. As learned from Video Browser Showdown (VBS) 2018, the visualization of video frames is a critical need to improve the browsing effectiveness. Based on this observation, a hierarchical structure that represents the video frame clusters has been built automatically using k-means and self-organizing-map and used for visualization. Also, the relevance feedback module which relies on real-time supportvector-machine classification becomes unfeasible with the large dataset provided in VBS 2019 and has been replaced by a browsing module with pre-calculated nearest neighbors. The preliminary user study results on IACC.3 …

The Application Of Index Based, Region Segmentation, And Deep Learning Approaches To Sensor Fusion For Vegetation Detection, David L. Stone

Theses and Dissertations

This thesis investigates the application of index based, region segmentation, and deep learning methods to the sensor fusion of omnidirectional (O-D) Infrared (IR) sensors, Kinnect sensors, and O-D vision sensors to increase the level of intelligent perception for unmanned robotic platforms. The goals of this work is first to provide a more robust calibration approach and improve the calibration of low resolution and noisy IR O-D cameras. Then our goal was to explore the best approach to sensor fusion for vegetation detection. We looked at index based, region segmentation, and deep learning methods and compared them with a goal of …

Metallic Systems At The Nano And Micro Scale: Bimetallic Nanoparticles As Catalysts And Mcraly Bond Coats In Thermal Barrier Coatings, Kenneth Kane

Theses and Dissertations

The dissertation is split into two parts. The first part will be focused on changes in material properties found at the nanoscale, as miscibility and electronic structure can change significantly with size. The formation of classically-immiscible bimetallic nanoparticles (BNPs) becomes favorable at the nanoscale and novel catalytic properties can emerge from the bimetallic alloying. The formation of alloyed and non-alloyed BNPs is achieved through pulse laser ablation (PLA) and a significant increase in catalytic activity is observed for both. Recently discovered, the increased activity in the non-alloyed BNPs, deemed multicomponent photocatalysis, is examined and the proposed mechanism discussed. The second …

Compositional Analysis Of Cerium And Cesium In Rapid Setting Cement As An Immobilization Agent For Nuclear Waste, Riyadh M. Motny

Theses and Dissertations

A feasibility of rapid setting cement (RSC) as an agent of immobilization for certain elements such as fission products or radioactive materials was explored. Cerium (Ce) and cesium (Cs) have been selected as a surrogate for U and/or Pu and fission products, respectively, in this study in three phases. In Phase I, RSC was evaluated for physical properties (e.g., porosity, density, pH values, etc.) using two groups methods—the cement powder at different concentrations of Ce (2 – 10 wt%) with deionized water (DIW) and artificial seawater (ASW). The results showed that the final setting time and compressive strength of RSC …

The Role Of Kras In Mechanosensing In Non-Small Cell Lung Cancer, Krista M. Powell

Theses and Dissertations

Lung cancer is the number one cause of cancer related death worldwide, with more than 1.6 million fatalities each year. Non-small cell lung cancer (NSCLC) accounts for 80-85% of all lung cancers, with KRAS being one of the most prevalent oncogenic driver mutations. Therapeutic approaches for KRAS-mutated NSCLC have been extensively explored due to the US National Cancer Institute RAS Initiative, but methods of directly targeting KRAS or downstream effectors, such as MEK, still have poor results. Previous reports have shown that KRAS-mutated NSCLC activate distinct receptor tyrosine kinases (RTKs) depending on the epithelial or mesenchymal state. Epithelial-to-mesenchymal transition (EMT) …

Computational And Experimental Investigation On The Wetting Behavior Of Droplet-Fiber Systems, Hossain Aziz

Theses and Dissertations

Interaction of a liquid droplet and a fiber or layer of fibers is ubiquitous in nature and in a variety of industrial applications. It plays a crucial role in fog harvesting, coalescence filtration, membrane desalination, self-cleaning and fiber based microfluidics, among many others. This work presents a quantitative investigation on the interactions of a droplet with a fiber or layers of fibers. More precisely, the present work is focused on 1) predicting the effects of fiber’s size and material on its ability to withhold a droplet against external forces and on the liquid residue left on the fiber after the …

Au@Tio2 Nanocomposites Synthesized By X-Ray Radiolysis As Potential Radiosensitizers, Maria C. Molina Higgins

Theses and Dissertations

Radiosensitization is a novel targeted therapy strategy where chemical compounds are being explored to enhance the sensitivity of the tissue to the effects of ionizing radiation. Among the different radiosensitizers alternatives, nanomaterials have shown promising results by enhancing tumor injury through the production of free radicals and reactive oxygen species (ROS). In this work, Gold-supported titania (Au@TiO₂) nanocomposites were synthesized through an innovative strategy using X-ray irradiation, and their potential as radiosensitizers was investigated. Radiosensitization of Au@TiO₂ nanocomposites was assessed by monitoring the decomposition of Methylene Blue (MB) under X-ray irradiation in the presence of the nanomaterial. …

Group Decision-Making, Edward Cook

Theses and Dissertations

The present work explores improvements in group decision-making. It begins with a practical example using state-of-the-art techniques for a complex, high-risk decision. We show how these techniques can reveal a better alternative. Although we created an improved decision process, decision-makers were apt to protect their own organizations instead of the project. This tendency was reduced over the course of the decision-making process but inspired the first conceptual component of this work.

The first concept describes the “Cost of Conflict” that can arise in a group decision, using game theory to represent the non-cooperative approach and comparing the outcome to the …

Modeling Cascading Failures In Power Systems In The Presence Of Uncertain Wind Generation, Mir Hadi Athari

Theses and Dissertations

One of the biggest threats to the power systems as critical infrastructures is large-scale blackouts resulting from cascading failures (CF) in the grid. The ongoing shift in energy portfolio due to ever-increasing penetration of renewable energy sources (RES) may drive the electric grid closer to its operational limits and introduce a large amount of uncertainty coming from their stochastic nature. One worrisome change is the increase in CFs.

The CF simulation models in the literature do not allow consideration of RES penetration in studying the grid vulnerability. In this dissertation, we have developed tools and models to evaluate the impact …

Multiphase Droplet Interactions With A Single Fiber, Noor M. Farhan

Theses and Dissertations

Abstract

Multiphase Droplet Interactions with a Single Fiber

By: Noor M. Farhan

A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy at Virginia Commonwealth University.

Virginia Commonwealth University, 2019

Director: Hooman V. Tafreshi,

Professor, Department of Mechanical and Nuclear Engineering

Formulating the physics of droplet adhesion to a fiber is interesting intellectually and important industrially. A typical example of a droplet–fiber system in nature is the dew droplets on spider webs, where droplets first precipitate and grow on the fibers, but they eventually fall when they become too heavy. Obviously, quantifying the force …

A Computational Assessment Of Lisfranc Injuries And Their Surgical Repairs, Michael Perez

Theses and Dissertations

While Lisfranc injuries in the mid foot are less common than other ankle and mid foot injuries, they pose challenges in both properly identifying them and treating them. When Lisfranc injuries are ligamentous and do not include obvious fractures, they are very challenging for clinicians to identify unless weight bearing radiographs are used. The result is that 20%-40% of Lisfranc injuries are missed in the initial evaluation. Even when injuries are correctly identified the outcomes of surgical procedures remain poor. Existing literature has compared the different surgical procedures but has not had a standard approach or procedures across studies. This …

Load Scheduling With Maximum Demand And Time Of Use Pricing For Microgrids, Hayder O. Alwan

Theses and Dissertations

Several demand side management (DSM) techniques and algorithms have been used in the literature. These algorithms show that by adopting DSM and Time-of-Use (TOU) price tariffs; electricity cost significantly decreases, and optimal load scheduling is achieved. However, the purpose of the DSM is to not only lower the electricity cost, but also to avoid the peak load even if the electricity prices low. To address this concern, this dissertation starts with a brief literature review on the existing DSM algorithms and schemes. These algorithms can be suitable for Direct Load Control (DLC) schemes, Demand Response (DR), and load scheduling strategies. …

The Role Of The Mechanical Environment On Cd117+ Endothelial Cell Angiogenesis, Patrick Link

Theses and Dissertations

Angiogenesis is a complex process coordinating cell migration, proliferation, and lumen formation. Changes to the microenvironment regulate angiogenesis through mechanotransduction and cytokine signals. In pulmonary hypertension, something in the process becomes abnormal, resulting in changes to the microenvironment and the formation of a glomerulus of dysfunctional capillaries, called a plexiform lesion. Endothelial cells, expressing CD117 (CD117+ EC clones) increase in the plexiform lesions of pulmonary hypertension, independent of pro-angiogenic VEGF signaling. We hypothesize that the mechanical environment and the macromolecular composition of the extracellular matrix, both, contribute to the aberrant angiogenesis. When we changed the mechanical environment, we changed the …

Engineering The Alveolar Gas Exchange Barrier With Extracellular Matrix Coatings For Bioengineered Lungs, Bethany M. Young

Theses and Dissertations

Lower respiratory diseases are currently the third leading cause of death worldwide. For many end-stage patients with these diseases, there is no cure and a shortage of donor organs available for transplant. A promising solution is to design regenerative scaffolds or complete bioengineered lungs, using decellularized lung tissues as a template for regeneration. Recent advances in the field have made significant strides towards developing a transplantable lung. However, the current technology has not produced a functional lung for in vivo transplant due to immature gas exchange barriers. The mechanisms driving alveolar barrier maturation and role that extracellular matrix (ECM) plays …

Eralpha Isoforms Modulate The Tumorigenicity Of 24r,25(Oh)2d3 In Estrogen-Responsive Cancer, Anjali Verma

Theses and Dissertations

Over 200,000 cases of breast cancer are diagnosed every year. Nearly 20% of these patients supplement their diets with some form of vitamin D. This high frequency of vitamin D supplement use may be due in part to research suggesting that cancer patients with higher serum vitamin D₃ levels have better prognoses than patients with low serum vitamin D_3. However, double-blind clinical trials on the efficacy of vitamin D₃ supplementation in breast cancer have been inconclusive. A recent meta-analysis showed evidence of reduced cancer recurrence in patients taking vitamin D₃ supplements who had ‘estrogen receptor positive’ …

Sensor Placement For Damage Localization In Sensor Networks, Fereshteh Firouzi

Theses and Dissertations

The objective of this thesis is to formulate and solve the sensor placement problem for damage localization in a sensor network. A Bayesian estimation problem is formulated with the time-of-flight (ToF) measurements. In this model, ToF of lamb waves, which are generated and received by piezoelectric sensors, is the total time for each wave to be transmitted, reflected by the target, and received by the sensor. The ToF of the scattered lamb wave has characteristic information about the target location. By using the measurement model and prior information, the target location is estimated in a centralized sensor network with a …

Mechanochemical Regulation Of Epithelial Tissue Remodeling: A Multiscale Computational Model Of The Epithelial-Mesenchymal Transition Program, Lewis Scott

Theses and Dissertations

Epithelial-mesenchymal transition (EMT) regulates the cellular processes of migration, growth, and proliferation - as well as the collective cellular process of tissue remodeling - in response to mechanical and chemical stimuli in the cellular microenvironment. Cells of the epithelium form cell-cell junctions with adjacent cells to function as a barrier between the body and its environment. By distributing localized stress throughout the tissue, this mechanical coupling between cells maintains tensional homeostasis in epithelial tissue structures and provides positional information for regulating cellular processes. Whereas in vitro and in vivo models fail to capture the complex interconnectedness of EMT-associated signaling networks, …

Energy Efficient Spintronic Device For Neuromorphic Computation, Md Ali Azam

Theses and Dissertations

Future computing will require significant development in new computing device paradigms. This is motivated by CMOS devices reaching their technological limits, the need for non-Von Neumann architectures as well as the energy constraints of wearable technologies and embedded processors. The first device proposal, an energy-efficient voltage-controlled domain wall device for implementing an artificial neuron and synapse is analyzed using micromagnetic modeling. By controlling the domain wall motion utilizing spin transfer or spin orbit torques in association with voltage generated strain control of perpendicular magnetic anisotropy in the presence of Dzyaloshinskii-Moriya interaction (DMI), different positions of the domain wall are realized …

Modeling The Peak Absorption Of Meh-Ppv In Various Solvents Using Density Functional Theory, Corell H. Moore

Theses and Dissertations

Density Functional Theory (DFT) and time-dependent Density Functional Theory (TD-DFT) are powerful tools for modeling orbital energy in conjugated molecules and have been useful tools for research in organic photovoltaics. In this work, DFT is first used to explain the red shift in the absorption spectrum and increased absorption observed in MEH-PPV. Initially, the modeling of the red-shift in the absorption peak of MEH-PPV is studied using Gaussian 03 software with the global hybrid functional B3LYP for exchange-correlation and the 6-31G basis set. DFT and TD-DFT are used to separately study the effects of polymer chain length, carbon-carbon double-bond stretching, …

Differential Mobility Classifiers In The Non-Ideal Assembly, Thamir Alsharifi

Theses and Dissertations

The differential mobility classifier (DMC) is one of the core components in electrical mobility particle sizers for sizing sub-micrometer particles. Designing the DMC requires knowledge of the geometrical and constructional imperfection (or tolerance). Studying the effects of geometrical imperfection on the performance of the DMC is necessary to provide manufacturing tolerance and it helps to predict the performance of geometrically imperfect classifiers, as well as providing a calibration curve for the DMC. This thesis was accomplished via studying the cylindrical classifier and the parallel plate classifier. The numerical model was built using the most recent versions of COMSOL Multiphysics^{® …}

Material Interactions And Self-Assembly In Inkjet Printing, Karam Nashwan Al-Milaji

Theses and Dissertations

Inkjet printing has attracted much attention in recent years as a versatile manufacturing tool, suitable for printing functional materials. This facile, low-cost printing technique with high throughput and accuracy is considered promising for a wide range of applications including but not limited to optical and electronic devices, sensors, solar cells, biochips, and displays. The performance of such functional devices is significantly influenced by the deposit morphology and printing resolution. Therefore, fabrication functional devices with precise footprints by inkjet printing requires deep understanding of ink properties, material interactions, and material self-assembly.

In conventional inkjet printing process, where sessile droplets are directly …

Cold X-Ray Effects On Satellite Solar Panels In Orbit, Myles Fogleman

Theses and Dissertations

An exo-atmospheric nuclear detonation releases up to 80 percent of its’ energy as X-rays. Satellite’s solar cells and their protective coatings are vulnerable to low energy X-ray radiation. Cold X-rays (~1-1.5 keV) are absorbed close to the surface of materials causing the blow-off and rapid formation of Warm Dense Plasmas (WDPs), particularly in a gap between the unshielded active elements of solar cells. To understand how WDPs are created, it is necessary to investigate the power density distribution produced by cold X-rays for typical solar panel surface materials. The Monte Carlo stepping model implemented in the GEANT4 software toolkit is …