University of Catania

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    Enhancing LoCs through Microfluidic Communications and Networking

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    I dispositivi microfluidici costituiscono una rivoluzione nella manipolazione di piccole quantità di fluidi, anche inferiori al picolitro. Le gocce in questi dispositivi fungono da microreattori, poiché sono utilizzate per incapsulare campioni e reagenti. Esse vengono manipolate all'interno del dispositivo per eseguire, su un chip con area nell'ordine dei centimetri, esperimenti normalmente realizzabili solo in laboratorio. L'obiettivo di questa tesi è estendere le funzionalità attuali dei dispositivi microfluidici passivi che manipolano gocce. Questi dispositivi non richiedono l'integrazione di componenti elettronici sul chip microfluidico né strumentazione di controllo per manipolare le gocce in maniera attiva. Essi, piuttosto, sfruttano soltanto effetti idrodinamici e, quindi, non richiedono un processo di fabbricazione complesso e costoso essendo totalmente passivi. I dispositivi microfluidici passivi che manipolano gocce sono usati principalmente per esperimenti e analisi chimiche e biologiche ma non sono in grado di eseguire protocolli di analisi complessi. Infatti, ogni dispositivo è progettato unicamente per una specifica applicazione ed è in grado di compiere solo operazioni semplici sulle gocce. Queste limitazioni possono essere superate introducendo una tecnologia di networking flessibile e modulare, che doti questi sistemi di una rete di comunicazione in modo da consentire sia lo scambio di informazione che di specie chimiche, trasportate entrambe dalle gocce. La rete microfluidica risultante sarà in grado di combinare le funzionalità specifiche di ciascun dispositivo microfluidico connesso ad essa, formando una potente e versatile piattaforma microfluidica in grado di implementare protocolli biochimici diversi su un unico chip

    Innovative Electromechanical Transduction Mechanisms for Piezoelectric Energy harvesting from Vibration: Toward Micro and Nano Electro-Mechanical Systems

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    Vibration energy harvesting is one the hottest topics addressed by a big part of the scientific community. A lot of transduction mechanisms have been investigated and designed, based mechanical systems and transduction principles in order to recover energy coming from environmental vibrations. In this work, innovative transduction mechanisms will be described, suitable to harvesting energy from weak random vibrations, to rectifying and multiplying voltages avoiding the use of classic solutions based on diodes. Innovative devices will be introduced, based on nonlinear mechanical systems and piezoelectric transducers; analytical models will be provided and simulation results will be shown. Laboratory prototypes and experiments will be also described. Comparisons between simulations and experiments results will be provided in order to demonstrate the goodness of the proposed approaches. Finally, MEMS technologies suitable with piezoelectric energy harvesting, together with a very simple micro scale prototype, will be introduced as encouraging elements for future miniaturization of the devices

    I SUAP, strumento di efficienza economica

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    La presente tesi di dottorato, dal titolo I SUAP, strumento di efficienza economica , è incentrata sugli Sportelli Unici per le Attività Produttive, la cui esistenza fu prescritta con la legge Bassanini (D. Lgs. 31 marzo 1998, n. 112) in ogni amministrazione, quale referente unico per tutte le pratiche delle imprese. In un sistema economico che impone di individuare la concorrenza come modello cui tendere per assicurare la virtuosità della competizione economica, i SUAP diventano strumento efficace a servizio della Pubblica Amministrazione nella eliminazione degli ostacoli che limitano di fatto il pieno svolgimento dei diritti economici dell individuo (artt. 41 e 117 Cost.). Sono stati rappresentati gli strumenti amministrativi volti alla riduzione dei costi burocratici e all abbattimento delle barriere allo startup , le problematiche irrisolte sulla corretta operatività del nuovo regolamento SUAP (D.P.R. n. 160/2010) e, infine, considerato il ruolo della Regione nell attuazione della riforma. In conclusione, sono state sviluppate alcune considerazioni sulla necessità di implementare lo strumento come garanzia di efficienza per le imprese, in vista di un duplice obiettivo: risparmi pubblici per effetto delle economie di scala che si generano dall attuazione omogenea della riforma; riduzione dei costi per le imprese, sia in termini diretti (come il costo per l acquisizione di informazioni) che indiretti (in termini di miglioramento del rapporto costo-opportunità dell impiego di risorse)

    Vocabolario del dialetto galloitalico di San Fratello

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    Il Vocabolario dialettale bilingue del dialetto galloitalico di San Fratello, una delle isole alloglotte della Sicilia lombarda , ha il fine di conservare alla memoria storica e agli studi un patrimonio linguistico che, nel momento della redazione, mostra un forte grado di vitalità, essendo ancora il codice principale della comunicazione informale, all interno della comunità linguistica. Il Vocabolario aspira ad essere un opera che descriva la langue galloitalica a tutti i livelli. Il punto di partenza è quello lessicale, ma sono stati recuperati i livelli fonologico, morfologico, sintattico e testuale. Il sistema fonetico del dialetto, punto di partenza imprescindibile per la veste ortografica, è stato analizzato sia sotto l aspetto sincronico che diacronico. Sono stati studiati gli aspetti della morfologia e della sintassi che hanno una rappresentazione lessicale (formazione delle parole, affissi e confissi, valenze dei verbi, dei paraverbi, dei nomi, monorematici e polirematici, degli aggettivi, degli avverbi e delle preposizioni). Vengono fornite le tavole contenenti le indicazioni flessionali dei sostantivi e degli aggettivi e le coniugnazioni dei verbi. Infine, uno spazio specifico è stato dato agli aspetti etnolinguistici maggiormente rilevanti, attraverso accurate e spesso ampie esemplificazioni nei vari sottolemmi, che informano sul sistema culturale, antropologico ed etnologico della comunità

    Il surrene nella cirrosi epatica

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    La cirrosi epatica è una causa di morbilità e mortalità in crescente aumento nei paesi industrializzati, la quarta causa di morte in Europa. Le cause principali di cirrosi sono le infezioni da virus C, l abuso di alcol e la NAFLD (non-alcoholic fatty liver disease) nei paesi industrializzati, mentre il virus epatitico B è la causa più comune di cirrosi nell Africa sub-sahariana e nella gran parte dell Asia. Oggi la cirrosi epatica può essere considerata come una patologia sistemica che impegna vari organi e apparati. E noto infatti che nelle fasi avanzate della malattia possono manifestarsi complicanze a carico del rene (sindrome epato-renale), a carico del miocardio (miocardiopatia cirrotica), a carico del polmone (sindrome epato-polmonare). Recentemente è stato inoltre descritto anche il coinvolgimento della ghiandola surrenalica definito come sindrome epato-surrenalica ( 1 ). Il progetto di ricerca svolto durante il periodo di dottorato è stato incentrato sullo studio della funzione surrenalica nella cirrosi stabile. Infatti in questo campo i dati a nostra disposizione fino a pochi anni addietro erano scarsi e parzialmente conclusivi. In particolare, poco era noto riguardo la prevalenza dell insufficienza surrenalica nella cirrosi epatica stabile, e non era chiaro se l insufficienza surrenalica riscontrata nei pazienti epatopatici con eventi acuti (come sepsi e/o shock) fosse correlata all evento acuto oppure risultasse alterata già nelle fasi di compenso della malattia epatica. Inoltre non vi erano dati riguardanti la patogenesi della sindrome epato-surralica in questi pazienti, né risulta a tutt oggi chiaro il test da applicare in questa popolazione, e poco è noto sulla eventuale trattamento di questa sindrome. Durante questi anni il nostro gruppo di ricerca ha prodotto importanti studi che hanno permesso di chiarire alcuni di questi aspetti. La nostra ricerca è stata svolta in collaborazione con il Professore Andrew Burroughs presso il Royal Free Sheila Sherlock Liver Centre di Londra, e in collaborazione con il professore Maurizio Averna presso il Dipartimento di Medicina Interna dell Università degli Studi di Palermo. Nella sezione Allegati riportiamo gli articoli pubblicati durante il dottorato di ricerca

    Bioinformatics applications to Synthetic Biology and RNA interference

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    La Bioinformatica, nota anche come Biologia Computazionale, è un campo relativamente nuovo che mira alla risoluzione di problemi biologici attraverso approcci computazionali. Questa scienza interdisciplinare persegue due obiettivi particolari tra i molti: da un lato, la costruzione di database biologici per memorizzare razionalmente sempre maggiori quantità di dati che divengono sempre più disponibili, e, dall'altro, lo sviluppo e l'applicazione di algoritmi al fine di estrarre pattern di predizione ed inferire nuove conoscenze altrimenti impossibili da ottenere da tali dati. Questa tesi presenterà nuovi risultati su entrambi questi aspetti. Infatti, il lavoro di ricerca descritto in questa tesi di dottorato ha avuto come obiettivo lo sviluppo di euristiche e tecniche di data mining per la raccolta e l'analisi di dati relativi ai meccanismi di regolazione post-trascrizionale ed RNA interference, così come il collegamento del fenomeno dell RNA A-to-I editing con la regolazione genica mediate dai miRNA. In particolare, gli sforzi sono stati finalizzati allo sviluppo di una banca dati per la predizione di siti di legame per miRNA editati tramite RNA A-to-I editing; un algoritmo per la progettazione di miRNA sintetici con alta specificità; e una base di conoscenza dotata di algoritmi di data mining per l'annotazione funzionale dei microRNA, proposta come risorsa unificata per la ricerca sui miRNA

    Caratteri strutturali del florovivaismo e principali parametri logistici ed economici della fase di produzione dell azienda con piante mediterranee ornamentali in vaso.

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    La tesi si propone di trattare alcune principali problematiche del sistema produttivo del comparto florovivaistico con particolare riferimento ad aspetti organizzativi e gestionali delle aziende del sotto-comparto florornamentale con produzione di piante mediterranee in vaso. Dall analisi effettuata emerge che il florovivaismo sul piano mondiale manifesta segni di crescita piuttosto interessanti; l Italia, nel periodo 2001-2013, partecipa con ritmi pari a quanto riscontrato negli altri Paesi produttori. Dai dati rilevati (UN Comtrade) ed elaborati si evidenzia che l Italia detiene una specializzazione produttiva e commerciale piuttosto concorrenziale, infatti, mantiene una posizione competitiva inter-comparto con la gran parte dei Paesi europei principali competitors, e denota una crescente intensità del commercio intra-comparto, specialmente nel sotto-comparto merceologico che include il segmento delle piante ornamentali. Altro elemento rilevato (Social network analysis) è che l Italia migliora la centralità delle relazioni commerciali di scambi che dovrebbe migliorarsi nel medio-lungo termine. Il florovivaismo nell ultimo ventennio si è sviluppato per effetto di apprezzabili cambiamenti dell ambiente esterno e interno alle aziende favoriti da innovazioni tecnologiche. Si connette infatti alla specializzazione produttiva l innovazione tecnologica che ha inciso nelle attività operative che nelle aziende del comparto florovivaistico si estrinsecano in un processo continuo e dinamico che necessita di un coordinamento logistico atto a migliorare i servizi, a ottimizzare il processo e di conseguenza a ridurre i costi. La logistica nel comparto florovivaistico si ritrova a dovere affrontare barriere difficili da abbattere in considerazione di fattori limitanti dai quali non sono estranei l accentuata polverizzazione aziendale e la rilevante diversificazione produttiva. La questione si presenta ancor più complessa nel caso della logistica integrata, anche se a quest ultima sono riconosciuti vantaggi sui costi da sostenere. In questo contesto, la tesi prosegue con la valutazione della logistica in entrata, cioè sull efficacia dei rapporti di affari con i fornitori in modo da valutare la connessione con i vantaggi economici in termini produttivi più concreti oltre che per la riduzione dei costi unitari tecnico-economici. A quest ultimo aspetto, interessante il risultato che si è potuto dimostrare sul costo unitario medio totale del limone ornamentale in vaso, riferito a un ciclo di produzione triennale (3,7 euro al 2014). I risultati realizzati non possono certo costituire un esauriente quadro completo, anche perché tutt oggi non ci pare che il segmento florornamentale in Italia sia pervenuto ad una fase di maturità nell ambito delle politiche aziendali e delle condizioni di mercato, in modo da stabilire programmi compatibili e convergenti nel coordinamento fra le categorie protagoniste della filiera del segmento delle piante mediterranee ornamentali in vaso

    Il miglioramento della sostenibilità del florovivaismo attraverso l'impiego dei residui di potatura come substrati di coltivazione

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    Nel settore florovivaistico, l impiego di biomasse di recupero (es. i residui di potatura) in alternativa alla torba per la preparazione dei substrati di coltivazione può contribuire al contenimento dell impatto ambientale connesso all attività produttiva. Su tali premesse è stato basato il programma di ricerca che è stato articolato sui seguenti tre temi: Messa a punto del processo di compostaggio di residui di potatura dell attività florovivaistica per la produzione di un compost di qualità. Caratterizzazione dei miscugli a base di compost e determinazione della biostabilità. Verifica della rispondenza agronomica dei miscugli che utilizzano tale compost per la coltivazione di piante floro-ornamentali. In particolare, si è proceduto al compostaggio di residui della potatura di attività vivaistica studiando gli effetti di differenti tassi di aerazione (0.45 e 0.30 L kg-1 sostanza secca min-1) durante la fase biossidativa e di tre diversi trattamenti durante quella di maturazione (rivoltamento ogni 15 giorni, aerazione forzata con 0.20 L kg-1 sostanza secca min-1, nessun trattamento). Sono stati misurati diversi parametri per monitorare il processo di compostaggio (temperatura, concentrazione di O2, N totale, ecc.) e, nella fase di maturazione, per valutare la stabilità e la maturità del compost (parametri di umificazione e indici di germinazione). I risultati hanno mostrato che una maggiore aerazione, sia in fase biossidativa che di maturazione, porta alla formazione di un compost sufficientemente maturo e stabile in un tempo minore rispetto al più basso tasso di aerazione. Il compost ottenuto è stato usato in sostituzione della torba in diverse percentuali per la costituzione di 3 miscugli impiegati per la coltivazione di due specie ornamentali, Eugenia uniflora e Gazania rigens. I risultati produttivi e qualitativi (biomassa, area fogliare, statura pianta, n. foglie e fiori, ecc.) hanno evidenziato la possibilità di sostituire in percentuali variabili la torba con il compost di residui di potatura per la preparazione dei substrati. Sulla produzione in vivaio di piantine di peperone è stato valutato l impiego di dosi diverse di compost ottenuti da residui agricoli o zootecnici, tal quali o dilavati, in sostituzione della torba. L aggiunta dei compost al substrato ha determinato un incremento del contenuto di elementi nutritivi, mentre il lavaggio ha comportato una riduzione della salinità. I risultati hanno dimostrato che, anche in una specie sensibile alla salinità come il peperone, sia possibile l impiego di compost per la preparazione dei substrati. I risultati, considerati nel loro complesso, attestano della fattiva possibilità di impiego del compost di diversa origine come componenti dei substrati. Grazie all adattamento del processo produttivo (soprattutto irrigazione e concimazione), questi materiali possono rappresentare una valida alternativa alla torba e un efficace strumento per migliorare la sostenibilità del settore florovivaistico

    Neuroanatomical structural correlates of nonmotor symptoms in patients with movement disorders

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    In recent years, Impulse control disorders in PD patients have been explored by several studies but reported findings are not easy to summarize. Studies using neuropsychological and psychiatric extensive screening correlated with volume of brain region, are lacking. Thus, our present study aimed to extensively investigate cognitive functioning, psychiatric symptomatology and functional imagin of brain in PD patients presenting ICD, as compared with PD patients without ICD and healthy controls who did not show clinically significant cognitive deficits. A second comparison between ICD patients with Pathological gambling (PG) versus PD patients without ICD and healthy controls was performed, to examine the features in PG population with PD. A group of 47 PD patients with ICD (ICD) and 16 patients with PG were recruited. Moreover, a group of 43PD patients who did not present ICD (PD-No ICD) and 65 healthy controls (HC) were selected, which were matched to the ICD group for age and educational level. All participants were subjected to a neuropsychological, psychopathological evaluation and to a imaging protocol on 3T scanning to assess brain volume. ICD, but not PD without ICD, had a worse performance confronting to HC, in some neuropsychological tasks, which are at least partially sensitive to frontal lobe dysfunction. Moreover, ICD and PG warrant more Major depressive disorder, anxiety and anhedonia diagnosis and manifested more severe depressive and anxiety symptoms, than PD No-ICD. We have found a positive correlation, in only PG group, between GM volumes and SHAPS scores in the left cerebellum, left hippocampus and amygdala, right middle frontal and occipital gyrus. Finally, GM voletric analysis showed reduced GM volume in left inferior frontal gyrus, left insula and middle and anterior cingulum in ICD patients in comparison with PD No-ICD patients and HC. Moreover, our PG patients showed significantly GM volume reduction in left thalamus, left cingulum, cerebellum, left and right fusiform gyrus, left orbitofrontal cortex and right middle occipital gyrus

    Study of the 19^{19}F(p,α\alpha)16^{16}O reaction through the Trojan Horse Method and its astrophysical enviroment

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    Fluorine nucleosynthesis takes place in the hydrogen-helium intershell region of Asymptotic Giant Branch (AGB) stars and in the same region also the ss elements are produced. Because fluorine is produced in the He-intershell and then dredged up to the surface together with ss process elements, its abundance is used as probe for AGB models and nucleosynthesis and is one of the most important input parameters for an analysis of ss process in AGB star conditions. The problem is that current models fail to explain the highest F enhancements found in the low-mass AGB stars. A possible way to explain this abundance found in AGB star envelopes might be provided by a revision of the uncertainties in the nuclear reaction rates involved in the synthesis of this nuclide in these stars. In particular, The 19^{19}F(p,α\alpha)16^{16}O reaction is the main destruction channel of fluorine at the bottom of the convective envelope in AGB stars, where it can experience temperatures large enough to determine its destruction, owing to extra-mixing processes. Because of the Coulomb barrier, measurements available in the literature do not have access to the energy region of astrophysical interest, corresponding to the Gamow peak (Ec.m._{c.m.} = 38 keV). Direct measurements of the cross section stop at about 500 keV for the α0\alpha_0 channel (with 16^{16}O being left in its ground state following 20^{20}Ne decay), thus the astrophysical factor was then extrapolated to low energies assuming a non resonant energy trend. In the case of extra-mixing phenomena, which are characterized by a maximum temperature of about 107^7 K, the energy region below 500 keV is of key importance, thus requiring further and accurate investigations to evaluate the contribution of possible resonances, which could significantly enhance the reaction rate at such low temperatures. So, a new experimental study through the Trojan Horse Method (THM) is important because the method is particulary suited for the study of low-enegy resonances in the case of charged particle induced reactions. It is an experimental indirect technique which selects the quasi-free contribution of an appropriate three-body reaction performed at energies well above the Coulomb barrier, to extract a charged-particle two-body cross section at astrophysical energies free from coulomb suppression. Two experimental runs were performed using the THM, extracting the quasi-free contribution to the 2^2H(19^{19}F,α\alpha16^{16}O)n three-body reaction. In this work I focused on the second run especially because of the improved angular and energy resolution allowed to draw accurate quantitative conclusions from the data for the α0\alpha_0 channel. The measurement was performed at the Laboratori Nazionali di Legnaro in July 2012 where the Tandem accelerator provided a 55 MeV 19^{19}F beam which impinged onto CD2_2 targets. The experimental setup consisted of a telescope devoted to oxygen detection, made up of an ionization chamber and a silicon position sensitive detector (PSD) on one side with respect to the beam direction and one additional PSD on the opposite side for coincident detection of the α\alpha particles. In the beginning of the experimental work, I described the reason leading to the choice of the three-body reaction, of the beam energy, of the setup and of the detection angles. After the off-line analysis in which I widely described the detector calibration, the three-body reaction channel selection, the study of reaction mechanism and the selection of the quasi-free contribution are discussed. Finally the cross-section reaction are extracted and compared with the available direct measurement. The analysis of the α0\alpha_0 channel shows the presence of resonant structure never observed before that could lead to a significant increase in the reaction rate at astrophysical temperatures, with important consequences for stellar nucleosynthesis

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