Institutional Repository CICESE (Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada)
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Spectral translation of quantum states of light in silicon nitride waveguides
No full textEn este trabajo se encontró un diseño realista de una guía de onda tipo cresta, de nitruro de silicio sobre dióxido de silicio en un substrato de silicio, cuyo propósito es que ésta tenga la capacidad de realizar la traslación espectral de una señal óptica, mediante el proceso óptico no lineal de tercer orden conocido como generación de diferencia de frecuencias (GDF). Este trabajo de tesis es motivado por la importancia que los dispositivos integrados tienen en aplicaciones encaminadas al diseño de compuertas cuánticas, las cuales son fundamentales en el área de la computación cuántica. La generación eficiente del proceso GDF en guías de onda depende en parte del índice de refracción de los materiales y de las dimensiones de la guía. Es por esto que, por un lado, se realizó un análisis estadístico sobre un conjunto de muestras de nitruro de silicio, sintetizado por pulverización catódica de radio frecuencia, con la intención de tener un valor estándar sobre el índice de refracción. Por otro lado, se realizó una simulación del índice de refracción efectivo de la guía de onda por medio de un método numérico de diferencias finitas, para distintas dimensiones de la guía de onda tipo cresta. Se realizó, además, un estudio teórico del proceso de GDF en guías de onda, en el cual se utilizó una analogía con el modelo del divisor de haz cuántico para explicar el proceso no lineal. Por medio de este estudio, se derivó una función que describe las propiedades espectrales del GDF y se determinó una condición que garantiza que esta función sea factorizable, la cual es necesaria para que la interacción no lineal se de a nivel de un solo modo temporal. Finalmente, se obtuvo un diseño experimental realista para una guía de onda de nitruro de silicio, la cual tendrá la capacidad de realizar la traslación espectral de una señal óptica de forma eficiente. De esta guía seleccionada se realizaron simulaciones del espectro y estimaciones de la eficiencia de la traslación.In this work, a realistic design of a ridge-type waveguide, made of silicon nitride on silicon dioxide on a silicon substrate, was found, the purpose of which is that it can carry out the spectral translation of an optical signal through the third-order nonlinear optical process known as frequency difference generation (DFG). This thesis work is motivated by the importance that integrated devices have in designing quantum gates, which are fundamental in quantum computing. The efficient generation of the DFG process in waveguides depends partly on the refractive index of the materials and the dimensions of the waveguide. That is why, on the one hand, statistical work was carried out on a set of silicon nitride samples synthesized by radiofrequency sputtering to have an expected value on the refractive index. On the other hand, a simulation of the effective refractive index of the waveguide was carried out employing a numerical method of finite differences for different dimensions of the ridge-type waveguide. In addition, a theoretical study of the DFG process in waveguides was carried out, in which an analogy with the quantum beam splitter model was used to explain the nonlinear process. In this study, a function was derived describing the spectral properties of DFG, and a condition was determined that guarantees that this function is factorable, which is necessary for the nonlinear interaction to occur at the level of a single temporal mode. Finally, a realistic experimental design was obtained for a silicon nitride waveguide, which will have the ability to carry out the spectral translation of an optical signal efficiently. Simulations of the spectra and translation efficiency were performed for the proposed waveguide
Characterization of financial arbitrage in foreign exchange market
No full textEl mercado de divisas o FOREX (Foreing Exchange Market) es un gran negocio que permite operar a favor o en contra de una moneda desde una plataforma virtual. Los usuarios desarrollan estrategias que buscan predecir tendencias y patrones de cada una de las divisas, para así invertir dinero y obtener ganancias. Una de estas estrategias es el arbitraje triangular, la cual consiste en realizar múltiples compras y ventas simultaneas en el mercado para beneficiarse de las diferencias de precios. Esta estrategia ha mostrado un buen desempeño, pero breves oportunidades debido a la volatilidad de los precios en el mercado. Basado en esta herramienta, se propone caracterizar su comportamiento en combinación con otras estrategias, utilizando indicadores técnicos clásicos para adquirir propiedades, evaluar su efectividad y encontrar más oportunidades para operar con técnicas de aprendizaje máquina. En el presente trabajo de investigación se analiza el par de divisas NZDUSD como par principal, ya que es un par poco estudiado en la literatura, utilizando 10 años de datos históricos (2008-2018) en periodos de minuto. El par NZDUSD se creó por medio de EUR, AUD, GBP, CAD, CHF, y JPY. Además, se modeló cada par como series de tiempo. Posteriormente cada par generado se caracterizó por medio de 33 indicadores técnicos. Los puntos en las series de tiempo se etiquetaron de tres maneras distintas: el primero con el objetivo de encontrar oportunidades de arbitraje triangular, el segundo para determinar el tipo de operación en las oportunidades encontradas con el primer etiquetado y un tercero que combina los dos experimentos anteriores por medio de clasificación multiclase. En cada experimento se detectaron distintos grupos de características, probándose su eficiencia con distintos clasificadores mediante cinco métricas. Los resultados obtenidos muestran que existen al menos cuatro oportunidades de arbitraje triangular al día. Finalmente, desde la generación de características hasta el entrenamiento de algoritmos, el proceso se ejecuta en menos de medio minuto, identificando oportunidades en un lapso de cinco minutos, tiempo suficiente para operar en el mercado.The foreign exchange market or FOREX is a great business that allows you to trade for or against a currency from a virtual platform. Users develop strategies that seek to predict trends and patterns of currencies to invest money and obtain profits. One such strategy is triangular arbitrage, which consists of making multiple simultaneous purchases and sales to benefit from price differences. This approach has shown a good performance but few opportunities due to the volatility of market prices. Based on this tool, it is proposed to characterize its behavior using classical technical indicators to acquire properties, evaluate their effectiveness, and find more opportunities to operate in the market with machine learning techniques. In this research work, the NZDUSD currency pair is analyzed as the main pair using ten years of historical data (2008-2018) at a one-minute timeframe. The NZDUSD was created using EUR, AUD, GBP, CAD, CHF, and JPY. Additionally, each synthetic pair was modeled as time series and characterized with 33 technical indicators. Data points were labeled in three different ways: the first with the objective of finding triangular arbitrage opportunities, the second to determine the type of operation in the opportunities found with the first labeling, and a third combining the two previous experiments through multiclass classification. Different groups of characteristics were detected in each experiment, and their efficiency tested with different classifiers using five metrics. The results obtained show that there are at least four triangular arbitrage opportunities per day. Finally, from the generation of characteristics to algorithms’ training, the process is executed in less than half a minute, detecting arbitrage opportunities in five minutes, having enough time to operate the market effectively
Functional ecology of ichthyofauna in mesophotic rocky reefs of Espiritu Santo Island, Gulf of California, México
No full textLas investigaciones de arrecifes mesofóticos ubicados regularmente entre los 30 y 150 metros de profundidad han aumentado recientemente gracias al desarrollo tecnológico de las últimas décadas. Uno de los grupos habitantes de zonas mesofóticas con mayor interés de estudio es el de los peces debido a que cumplen un papel muy importante en la regulación del ciclo de nutrientes, control trófico y bioerosión. Para entender los procesos y las interacciones ecológicas que ocurren dentro de los ecosistemas es necesario analizar a las comunidades desde una perspectiva funcional. El concepto de diversidad funcional incluye la utilización de rasgos funcionales que permitan analizar aspectos clave de la ecología de las especies. El propósito del presente trabajo fue describir aspectos tróficos y de diversidad de la comunidad de peces de sustratos rocosos mesofóticos, para conocer más acerca de las interacciones que se involucran en este tipo de ambientes. Uno de los objetivos principales fue caracterizar a la comunidad de peces habitantes de la zona mesofótica del Parque Nacional exclusivamente la zona marina del Archipiélago de Espíritu Santo (PNAES), localizado en el suroeste del Golfo de California (GC). Particularmente se buscó comparar dos zonas de profundidad: la zona superior (menor a 30 metros) y la zona inferior (mayor a 30 metros), para detectar diferencias entre ambas zonas. Los muestreos se realizaron durante octubre del año 2019, en un intervalo de profundidad desde los 13 hasta los 72 metros, utilizando un vehículo operado remotamente (ROV por sus siglas en inglés). En total se registraron 61 especies taxonómicas distribuidas en 53 entidades funcionales. La comparación de riqueza entre zonas mostró similitud en número pero alto recambio de especies. El espacio funcional entre las dos zonas compartió gran similitud, mientras que la diferenciación del nicho funcional disminuyó considerablemente a mayor profundidad. La densidad y biomasa de peces disminuyeron en relación con la profundidad. Las variables que influyeron en el ensamblaje de la comunidad fueron la profundidad, la temperatura, la cobertura béntica y las características abióticas del hábitat. El grupo trófico de peces herbívoros-detritívoros disminuyó con la profundidad y los depredadores fueron dominantes en ambas zonas de profundidad.Investigations of mesophotic reefs regularly located between 30 and 150 meters deep have recently increased thanks to the last decades' technological development. One of the groups that inhabit mesophotic areas with the most significant interest in studying is fish because they play a crucial role in regulating the nutrient cycle, trophic control, and bioerosion. Understanding the ecological processes and interactions that occur within ecosystems involves analyzing communities from a functional perspective. The concept of functional diversity includes the use of functional traits that allow the analysis of essential aspects of the species' ecology. The purpose of this work was to describe species richness and trophic and of the community of fish of mesophotic rocky substrates and learn more about the interactions involved in this type of environment. One of the main objectives was to characterize the community of fish that inhabits the mesophotic zone of the protected area National Park Archipiélago Espíritu Santo (PNZMAES, acronym in Spanish), located in the southwest of the Gulf of California. It was particularly sought to compare two depth zones: the upper zone (less than 30 meters) and the lower zone (greater than 30 meters), to detect differences between them. The samplings were carried out during October 2019, in a depth range from 13 to 72 meters, using a remotely operated vehicle. In total, 61 taxonomic species distributed in 53 functional entities were registered. The comparison of richness between zones showed similarity in number but a high turnover of species. The functional space between the two zones shared remarkable similarity, while the functional niche's differentiation decreased considerably in greater depth. Fish density and biomass decreased with increasing depth. The variables that influenced the community assembly were depth, temperature, benthic cover, and abiotic characteristics of the habitat. The trophic group of herbivorous-detritivore fish decreased with depth, and predators were dominant in both depth zones
Geological and magnetometric analysis of the La Primavera zoned pluton on the edge of the western and eastern zones of the southern Peninsular Ranges Batholith, Baja California
No full textEl plutón zonado La Primavera forma parte de un complejo batolítico que aflora en un área de más de 500 km2 al sur del Cinturón Batolítico Peninsular del Cretácico (29°N y 114°W). Dicho cuerpo es un stock que se caracteriza por presentar una señal magnética superior a los 400 nT, que lo hace similar a los plutones de la zona occidental del Cinturón Cretácico. El plutón está concéntricamente zonado, su núcleo es máfico compuesto principalmente por diorita y gabro, y sus márgenes son de composición tonalítica a granítica, mayormente deformados. Según los análisis petrográficos las distintas litologías siguen de manera general la tendencia de la serie cálcica. A partir de fechamientos U-Pb en circones de plutones zonados similares, localizados hacia el sur de la zona de estudio entre Nuevo Rosarito y Calmallí, se infiere que la edad del plutón puede ser mayor de 100 Ma. Los resultados de los análisis magnetométrico y estructural sugieren que la geometría del cuerpo máfico magnetizado es de aspecto cilíndrico con bordes subverticales. Se infiere que el cuerpo máfico pudo haber sido levantado durante el emplazamiento sintectónico de las unidades félsicas en un episodio de deformación regional, asociado a la convergencia del segmento de arco Alisitos contra la margen continental, reportada en ca. 115-100 Ma al norte del área de estudio. En la zona colindan las fronteras de cinturones de unidades litológicas prebatolíticas por lo que, en el contexto tectónico regional, se sugiere que el batolito La Primavera pudo haberse emplazado en la zona de sutura entre el arco Alisitos del Jurásico-Cretácico y una fracción del margen continental.The La Primavera zoned pluton is part of a batholithic complex that outcrops in an area of over 500 km2 south of the Cretaceous Peninsular Ranges batholith (29°N y 114°W). This intrusive body is a stock that is characterized by presenting a magnetic signal greater than 400 nT, as the plutons emplaced in the western zone of the Cretaceous batholith. The pluton is concentrically zoned having a mafic nucleus mainly composed of diorite and gabbro, and tonalitic to granitic deformed margins. According to the petrographic analysis, the different lithologies roughly follow a calcium series trend. From U-Pb dating of zircons from similar zoned plutons located south of the study area, between Nuevo Rosarito and Calmallí, it is inferred that the age of the pluton is probably greater than 100 Ma. The results of the magnetometric and structural analysis suggest that the geometry of the magnetized mafic body is cylindrical in appearance showing subvertical edges. It is inferred that the mafic body uplifted during the syn-tectonic emplacement of felsic units in an episode of regional deformation, associated to the convergence of the Alisitos arc segment against the continental margin, reported in ca. 115-100 Ma north of the study area. The borders of the prebatholithic terranes converge in the study area, and considering the regional tectonic context, it is suggested that the La Primavera batholith was emplaced in the suture zone between the Jura-Cretaceous Alisitos arc and a fraction of the continental margin
Design and fabrication of an electrochemical sensor based in Ruthenium Oxide unidimensional nanostructure
No full textEste trabajo de tesis consistió en el diseño y fabricación de un sensor electroquímico con nanoestructuras unidimensionales (nanotubos y nanocables) autosoportadas de óxido de rutenio, para la detección de peróxido de hidrógeno. La fabricación del nanomaterial se realizó por la técnica de electrodepósito, usando RuCl3 como precursor por la técnica de amperometría a un voltaje constante de -0.69 V vs Ag/AgCl a diferentes cargas desde 2 a 8 C, empelando dos tipos de plantillas de sacrificio: membranas de alúmina anodizada (AAO) y membranas de policarbonato, con un tamaño de poro de 100 nm y 200 nm. Posterior al depósito las plantillas se eliminaron de las siguientes maneras: las de AAO se disolvieron con una solución de NaOH 3M, y las de policarbonato con dos métodos distintos: disolviendo en diclorometano puro y por medio de un tratamiento térmico a 500 °C. Los materiales se caracterizaron morfológicamente mediante Microscopia Electrónica de Barrido y Microscopia Electrónica de Transmisión, donde se observó un crecimiento favorecido de los nanotubos empleando plantillas de AAO, mientras que, al utilizar membranas de policarbonato, se observó un crecimiento preferencial de nanocables. Del análisis químico realizado con Espectroscopía Fotoelectrónica de Rayos X y Espectroscopía de Dispersión de Energía de Rayos X, se determinó que se tiene una mezcla de especies de rutenio, principales especies oxidadas de rutenio. El análisis estructural por Difracción de Electrones de Área Selecta arrojó un material policristalino de compuesto de cristales de Ru y RuO2. Para la fabricación del sensor, se utilizaron cintas de cobre y de carbono como colectores de electrones. Se realizó la caracterización electroquímica mediante voltametría cíclicas de -1 a 1.5 V vs Ag/AgCl en solución 0.1 M de PSB, a un pH de 7.4. Se concluyó que la de cinta de carbono tiene mejor sinergia con la respuesta del material debido a su baja electroactividad hacia el H2O2 a comparación con la cinta de cobre. Además, se pudo confirmar que las nanoestructuras unidimensionales autosoportadas de RuOx pueden detectar electroquímicamente al H2O2, presentando cambios en la corriente catódica y anódica proporcional a su concentración. Se determinó un límite de detección de 93µM y una sensibilidad de 6.12×〖10〗^(-3) μA/(μM cm^2 ).This thesis consists in the fabrication and design of an electrochemical sensor based in self-supported Ruthenium Oxide unidimensional nanostructures for Hydrogen Peroxide detection. Two types of templates were used to growth unidimensional nanomaterials: Anodized Aluminum Oxide (AAO) and polycarbonate membranes, with 100 and 200 nm pore sizes. The nanostructures were fabricated by electrodeposition using RuCl3 as precursor and a constant voltage of -0.69 V vs Ag/AgCl, with different amounts of depositions charge, from 2 to 8C. The AAO templates remotion were performed using a 3M NaOH, and for polycarbonate templates were used two routes: dissolved by pure dichloromethane and by a thermal treatment at 500°C. The materials were morphological analyzed by Scanning Electron Microscopy and Transmission Electron Microscopy, observing in general, that the 100 and 200nm RuOx-AAO nanostructures present nanotube shape, in contrast with 100 nm RuOx-polycarbonate nanostructures have nanowire grown preference. The chemical characterization was performance with X-ray Photoelectron Spectroscopy and Energy Dispersive spectroscopy, obtained a mix of Ruthenium and Ruthenium Oxide species, with predominance of oxides. The structural analysis by Selected area Diffraction determined a polycrystal material with mix of Ru and RuO2 crystals. Were used Copper and Carbon tapes as electron collector for the sensor. The electrochemical characterization was performed in a 0.1 M in PSB at 7.4 pH solution, using cyclic voltammetry with range a of -1 to 1.5 V vs. Ag/AgCl, in which ones could be determined that the C-tape present a better synergy with RuOx nanostructure than Cu-tape, because present a lower electroactivity towards H2O2 than Cu-tape. Also was analyzed the sensor performance in H2O2 detection, showing a proportional change in the cathodic and anodic current with the H2O2 concentration, as well as a detection limit of 93µM and a sensibility of 6.12×〖10〗^(-3) μA/(μM cm^2 )
Development of functionalized exosomes to deliver of mRNA in the pre-metastasic niche of hepatic tissue
No full textLa metástasis es la responsable del 90% de las muertes de pacientes con cáncer. Los exosomas son vesículas extracelulares que transportan ADN, ARN y proteínas, involucrados en la comunicación intercelular durante procesos fisiológicos normales y patológicos. Los exosomas derivados del tumor primario inducen la formación del nicho pre-metastásico, y favorecen el establecimiento de la metástasis. La integrina αvβ5 dirige los exosomas hacia el hígado, principal sitio de metástasis en cáncer pancreático. En este proyecto, se propone producir exosomas funcionalizados con αvβ5 y utilizarse como vehículos dirigidos a hígado para detener la formación del nicho pre-metastásico. Para esto, se co-transfectaron células 293T con plásmidos que contienen las secuencias codificantes de las integrinas αv y β5. Se seleccionaron las células transfectadas, y se confirmó por Western-blot la presencia de las integrinas. La citometría de flujo indicó una población celular policlonal que expresa altos niveles de la integrina, por esto, se aislaron sub-clonas por dilución límite. Se seleccionaron dos sub-clonas con una expresión de αvβ5 seis veces mayor que en las células control. Se cultivaron las sub-clonas sin antibiótico de selección y una de ellas mantuvo la expresión de αvβ5, indicando la estabilidad de la transfección. Se aislaron exosomas de células 293T-αvβ5. Se confirmó su diámetro hidrodinámico por dispersión de luz dinámica (90-170nm), pero no fue posible obtener suficientes proteínas para confirmar la presencia de αvβ5 en los exosomas. Para evaluar la transferencia de información de los exosomas, se transfectaron células 293T-αvβ5 para que sobreexpresaran GFP (Green Fluorescent Protein, por sus siglas en inglés). El medio con exosomas fue cultivado con macrófagos de ratón, en donde se observó la presencia de GFP. Aunque no fue posible confirmar la presencia de αvβ5 en los exosomas derivados de células 293T-αvβ5-GFP+, los resultados sugieren que pueden usarse para transferir información. Se necesitarán experimentos adicionales para confirmar que estos exosomas se dirigen a hígado para usarse como inhibidores del nicho pre-metastásico.Metastasis is responsible for 90% of deaths in cancer patients. Exosomes are extracellular vesicles that carry DNA, RNA, and proteins; they are involved in intercellular communication during normal and pathological physiological processes. Exosomes derived from the primary tumor induce the formation of the pre-metastatic niche, which favors metastasis. The αvβ5 integrin directs exosomes to the liver, the main site of metastasis in pancreatic cancer. The aim of this study is to produce αvβ5 functionalized exosomes and use them as liver-targeting vehicles to arrest pre-metastatic niche formation. In this work, 293T cells were co-transfected with plasmids containing αv and β5 integrins coding sequences. The transfected cells were selected, and the presence of the integrins was confirmed by Western blot. However, flow cytometry indicated a polyclonal cell population that expresses high integrin levels, for which sub-clones were isolated by limiting dilution. Two sub-clones were selected with a six-fold higher expression of αvβ5 than in 293T-wt cells. The sub-clones were cultured without a selection antibiotic, and one of them maintained the expression of αvβ5, indicating the stability of the transfection. Exosomes derived from 293T-wt and - αvβ5 cells were isolated. Their hydrodynamic diameter was confirmed by dynamic light scattering (90-170nm), but it was not possible to obtain enough proteins to confirm the presence of αvβ5 in the exosomes. To assess exosome charge transfer, 293T- αvβ5 cells were transfected to overexpress GFP. Their exosome-conditioned medium was cultured with mouse macrophages, in which the presence of GFP was observed. Although it was possible to confirm the presence of αvβ5 in exosomes derived from 293T-αvβ5-GFP+ cells, the results suggest that they can be used to transfer information. Future experiments are needed to confirm that these exosomes target the liver for use as inhibitors of the pre-metastatic niche
Esquema configurable resistente para el almacenamiento de datos en la nube
No full textThe Residue Number System (RNS) is a non-weighted system based on the Chinese Remainder Theorem (CRT). In RNS, the information is divided into smaller segments allowing parallel operations independent of each other. This property is one of the main reasons to consider RNS as a solution in applications where it is desired to optimize processing speeds, power consumption, and maintain information's privacy and integrity. The important concept is the possibility of recovering the original data using fewer residues created initially to improve reliability. A possible RNS application area is Storage as a Service (STaaS). STaaS is one of the most practical models offered for online storage. While this service can currently provide flexibility, scalability, and even low investment costs, it presents unique security and reliability issues and challenges. Therefore, in this thesis, RNS is used in designing a configurable mechanism that optimizes the detection and correction of errors to improve the reliability of the system. Our solution is based on configurable Secret Sharing schemes, Redundant Residue Number System (RRNS), Mixed-Radix Number System (MRS), and error detection and correction codes. The proposed model, called 2Lbp-RRNS, uses a two-level RRNS scheme, Hamming distance, and backpropagation mechanisms to minimize the risks of confidentiality, integrity, availability, and information loss associate with faulty hardware, faulty software, technical malfunctions, DDoS attacks, and unauthorized modification. We validate the model's quality through theoretical analysis, obtaining the upper bounds for estimating the number of detectable and correctable errors of our proposal. This way, we demonstrate that 2Lbp-RRNS increases the number of detected and corrected errors compared to the literature models. Finally, as a case study, we carried out an extensive experimental evaluation by simulating a data storage system using real cloud providers' characteristics and properties under different scenarios. For the analysis, we implemented the following secret sharing schemes: two classic CRT-based schemes: Mignotte and Asmuth-Bloom, the AR-RRNS approach based on the approximate range of RRNS, the Reed-Solomon code, and MRC-RRNS based on Mixed Base Conversion (MRC).El Sistema Numérico del Residuo (RNS) es un sistema no ponderado basado en el Teorema Chino del Residuo (CRT). En RNS, la información se divide en segmentos más pequeños permitiendo operaciones paralelas independientes entre sí. Esta propiedad es una de las principales razones para considerar RNS como una solución en aplicaciones donde se desea optimizar velocidades de procesamiento, bajo consumo de energía y mantener la privacidad e integridad de la información. El concepto importante es la posibilidad de recuperar los datos originales utilizando menos residuos creados inicialmente para mejorar la confiabilidad. Una posible área de aplicación de RNS es el almacenamiento como servicio (STaaS). STaaS es uno de los modelos más prácticos que se ofrecen para el almacenamiento en línea. Si bien, actualmente este servicio puede brindar flexibilidad, escalabilidad e incluso bajos costos de inversión, presenta problemas y desafíos únicos de seguridad y confiabilidad. Por lo tanto, en esta tesis, se presenta el uso de RNS en el diseño de un mecanismo configurable que optimiza la detección y corrección de errores para mejorar la confiabilidad en sistemas que empleen RNS. Nuestra solución se basa en esquemas configurables de Compartición de Secretos, Sistema Numérico de Residuos Redundantes (RRNS), Sistema Numérico de Base Mixta (MRS) y códigos de detección y corrección de errores. El modelo propuesto, llamado 2Lbp-RRNS, utiliza un esquema RRNS de dos niveles y mecanismos de propagación hacia atrás y distancia de Hamming para minimizar los riesgos de confidencialidad, integridad, disponibilidad y pérdida de información asociados con hardware defectuoso, software defectuoso, fallas técnicas, ataques DDoS y modificación no autorizada. Validamos la calidad del modelo mediante un análisis teórico, obteniendo las cotas superiores para la estimación del número de errores detectables y corregibles de nuestra propuesta. De esta manera, demostramos que 2Lbp-RRNS aumenta el número de errores detectados y corregidos en comparación con los modelos presentados en la literatura. Finalmente, como caso de estudio, realizamos una extensa evaluación experimental mediante la simulación de un sistema de almacenamiento de datos utilizando características y propiedades de proveedores de nube reales bajo diferentes escenarios. Para el análisis implementamos los siguientes esquemas de compartición de secretos: dos esquemas clásicos basados en CRT: Mignotte y Asmuth-Bloom, el enfoque AR-RRN
Development and in vitro evaluation of hydrogels with antioxidant activity for their application in bone regeneration
No full textRecientemente se ha establecido la relación entre el estrés oxidante y la densidad mineral ósea, durante la regeneración ósea provocada por un traumatismo o ciertas patologías óseas. La pérdida ósea se produce principalmente por las altas concentraciones de especies reactivas de oxígeno (ROS) y moléculas proinflamatorias, que aumentan el número de osteoclastos, y promueven la muerte de osteoblastos y osteocitos. El ácido -lipoico (ALA), es un potente antioxidante que puede neutralizar las ROS y ha mostrado prometedoras respuestas como agente señalizador anti-osteoclastogénico y pro-osteblastogénico, capaz de rescatar de apoptosis osteocitos y osteoblastos. En este trabajo sintetizamos hidrogeles implantables a base de gelatina e hidrogeles inyectables a base de alginato modificado con gelatina, y ALA. Los hidrogeles fueron caracterizados en términos de microestructura por microtomografía computarizada y absorción de PBS 1X, mostrando ser estructuras porosas con alta capacidad de absorción de PBS 1X. Ambos hidrogeles, implantables e inyectables con ácido -lipoico, poseen actividad antioxidante en términos de la inhibición de la oxidación del radical ABTS en un 55.59 ± 2.77% y 100%, respectivamente; además de poseer actividad antiinflamatoria, en términos de remoción de óxido nítrico en un 19.02 ± 1.77% y 92.54 ± 0.017%, respectivamente. La biocompatibilidad de los hidrogeles se determinó mediante hemocompatibilidad y citocompatibilidad. Los hidrogeles demostraron ser altamente hemocompatibles al tener menos de 5% de hemólisis. La viabilidad celular se evaluó con MTT y el kit Live/Dead®, en células pre-osteoblásticas MC3T3-E1, demostraron que las formulaciones son citocompatibles en células óseas, lo que establece su potencial para ser utilizados en la regeneración ósea.The relationship between oxidative stress and bone mineral density has recently been established during bone regeneration caused by trauma or bone pathologies. Bone loss occurs mainly due to high concentrations of reactive oxygen species (ROS) and pro-inflammatory molecules, which increase the number of osteoclasts, and promote the death of osteoblasts and osteocytes. a-lipoic acid (ALA) is a potent antioxidant that is a strong scavenger of free radicals like ROS and has shown promising responses as an anti-osteoclastogenic and pro-osteblastogenic signaling agent, capable of rescuing osteocytes and osteoblasts from apoptosis. In this work we synthesized implantable hydrogels based on gelatin and injectable hydrogels based on gelatin modified alginate, and ALA. The hydrogels were characterized in terms of their microstructure by computed microtomography and absorption of PBS 1X, showing porous structures with high absorption capacity of 1X PBS. Both hydrogels, implantable and injectable with ALA, possess antioxidant activity in terms of inhibiting the oxidation of the radical ABTS•+ of 55.59 ± 2.77% and 100%, respectively; in addition, they had anti-inflammatory activity, in terms of nitric oxide scavenging of 19.02 ± 1.77% and 92.54 ± 0.017%, respectively. The biocompatibility of the hydrogels was determined by hemocompatibility and cytocompatibility. The hydrogels proved to be highly hemocompatible, having less than 5% hemolysis. Cell viability was evaluated with MTT and Live/Dead® kit, in pre-osteoblastic MC3T3-E1 cells, we demonstrated that the formulations of both hydrogels are cytocompatible in bone cells, which establishes their potential to be used in bone regeneration
Robustness, uncertainty and Markovianity measures for Markovian and semi-Markovian (one-step memory) estimates of seismic hazard. Application to the regions of Japan and Mexico
No full textPresentamos medidas para cuantificar robustez, incertidumbre, markovianidad, y significatividad de resultados de análisis markovianos para la evaluación del peligro sísmico (la probabilidad de que ocurra uno o más sismos en un rango de magnitud y en ventanas de tiempo y espacio dadas). Proponemos también el uso de un discriminante basado en dichas medidas, adecuadamente normalizadas, que permite asignar una calificación a los resultados de una evaluación, así como escoger entre varios modelos cuál es el que da mejores resultados. Aplicamos las medidas y el discriminante mencionados a la estimación del peligro sísmico en Japón y México, usando la base de datos del catálogo del ISC. Definimos como sistema un área geográfica sísmicamente activa dividida en regiones y los estados markovianos corresponden a dichas regiones; después de cada sismo el sistema se encuentra en el estado correspondiente a la región donde ocurrió el sismo. Delimitamos las regiones con base en las principales estructuras tectónicas y en la sismicidad. Probamos dos estrategias: una sola magnitud umbral para todas las regiones y magnitudes umbral diferentes para cada región que resulten en poblaciones similares para todas las regiones. Se observa que para ambas estrategias magnitudes umbral resultan en estimaciones más markovianas y, en general, mejores, que las resultantes de magnitudes umbral menores. De los modelos óptimos para Japón obtenidos para ambas estrategias encontramos que existe fuerte interacción entre las regiones uno (trinchera de las Kuriles) y dos (trinchera de Japón); la región dos tiene fuerte interacción con la región uno y cuatro (trincheras de Nankai y Ryukyu) ; la región tres (trinchera Izu-Bonin) tiene fuerte interacción con ella misma; la región cuatro tiene fuerte interacción con ella misma y con la región dos; la región cuatro y tres tienen poca interacción entre ellas. Para modelos con magnitudes umbral lo suficientemente grandes para tener buena markovianidad, no hubo suficientes datos para caracterizar los intervalos de transición entre cada par de estados, ni para transiciones agrupadas por estado inicial. Sólo fue posible caracterizar al conjunto global de todos los intervalos observados como una posible distribución exponencial. La aplicación del método a México tiene la limitante de que los datos son escasos, por lo que, los resultados son poco confiables; pero a pesar de esto, se observa mayor markovianidad para magnitudes umbral mayores de 6.9 y ..We present measures to quantify robustness, uncertainty, Markovianity, and significance of Markovian analysis results for the evaluation of seismic hazard (the probability that one or more earthquakes will occur in a given magnitude range and time and space windows). We also propose the use of a discriminant based on these measures, properly normalized, which allows rating the results of an evaluation and choosing which model, among several, gives the best results. We apply the aforementioned measures and discriminant to the estimation of seismic hazard in Japan and in Mexico, using the ISC catalog database. We define a system as a seismically active geographic area divided into regions which constitute the Markovian states; after each earthquake the system is said to be in the state corresponding to the regions where earthquake occurred. We define the regions based on the main tectonic structures and on seismicity. We tested two strategies: a single threshold magnitude for all regions, and different threshold magnitudes for each region that result in similar populations for all regions. It is observed that for both strategies threshold magnitudes result in estimates that are more Markovian and, in general, better, than those resulting from lower threshold magnitudes. From the optimal models for Japan from both strategies, we find that there is a strong interaction between regions one (Kuril trench) and two (Japan trench); region two has strong interaction with region one and four (Nankai and Ryukyu trenches); region three (Izu-Bonin trench) has strong interaction with itself; region four has strong interaction with itself and with region two; region four and three have little interaction between them. For models with threshold magnitudes large enough to have good markovianity, there were not enough data to characterize the transition intervals between each pair of states, nor for transitions grouped by initial state. It was only possible to characterize the global set of all observed intervals as a possible exponential distribution. The application of the method to Mexico is limited because data are few, therefore, the results are not very reliable; but, despite this, markovianity is seen to be larger for threshold magnitudes above 6.9 and the optimal model results for , results that coincide with those for Japan. Since it is reasonable to assume that the occurrence of a large earthquake can influence the activity of the seismogenic region beyond ..
Theoretical-experimental study of the nucleation process of TiO2 on carbon nanostructures
No full textEn diversos campos de la ciencia e ingeniería de materiales la clave para el progreso científico y tecnológico es la comprensión y el control de las propiedades de la materia a escala de átomos y moléculas individuales. Sin embargo, realizar estudios y análisis a estas dimensiones es muy complicado dado que los equipos y técnicas que nos lo permiten son muy escasos y limitados en cuanto al conocimiento total de los fenómenos ocurridos dentro de ellos. Es por ello que el estudio de los procesos ocurridos dentro de los métodos y técnicas que permiten la manipulación de la materia a esta escala se han convertido en una parte fundamental del desarrollo científico en sus diversas áreas. En el presente trabajo se ha realizado un estudio teórico-experimental de los procesos y subprocesos que ocurren en las primeras etapas de crecimiento dióxido de titanio (TiO2) sobre sustratos de grafeno hidroxilados por medio del depósito por capa atómica (ALD). Por medio de cálculos teóricos, utilizando la teoría del funcional de la densidad se evaluaron las primeras etapas de interacción de tres precursores de titanio de diferente naturaleza química, con el objetivo de comprender el mecanismo de reacción involucrado en el crecimiento de TiO2, así como evaluar qué tipo de precursores presentan un crecimiento más favorable, en función de sus barreras de energía, y subproductos generados. A partir de los resultados obtenidos se demostró que el TDMAT es el precursor más favorable para crecer TiO2 sobre una superficie de carbono hidroxilada. A partir de los resultados teóricos obtenidos, se utilizó el TDMAT para evaluar las primeras etapas de crecimiento de TiO2 por ALD. Los resultados obtenidos por FTIR y XPS mostraron que los sustratos de grafeno dispersados y los sometidos a un proceso de fotoinducción presentaron mayor crecimiento de TiO2, al exponerlo a 50 ciclos ALD de TDMAT/Agua. Además, se diseñó, acopló y evaluó un sistema que permite el análisis in situ de la interacción de los precursores químicos sobre la superficie por medio de espectroscopia de infrarrojo. El sistema, compuesto por un distribuidor de gases, una cámara aislada, y un espectrómetro de FTIR.In various fields of materials science and engineering, the key to scientific and technological progress is the understanding and the control of the properties of matter at the scale of individual atoms and molecules. However, carrying out studies and analysis of these dimensions is very complicated given that the equipment and techniques that allow it is very scarce and limited in terms of the total knowledge of the phenomena that occur within them. That is because the study of the processes that occur within the methods and techniques that allow the manipulation of matter at this scale has become a fundamental part of scientific development in its lot areas. In the present work, a theoretical-experimental study of the processes and sub-processes that happen in the first stages of growth of titanium dioxide (TiO2) on hydroxylated graphene substrates employing atomic layer deposition (ALD) has been carried out. Through theoretical calculations, using the density functional theory, the first interaction stages of three titanium precursors of different chemical nature were evaluated, to understand the reaction mechanism involved in the growth of TiO2, as well as evaluating what type of precursors show a more favorable growth, depending on their energy barriers, and by-products generated. From the results obtained it was shown that TDMAT is the most favorable precursor to grow TiO2 on a hydroxylated carbon surface. From the theoretical results obtained, the TDMAT was used to evaluate the first stages of growth of TiO2 by ALD. The results obtained by FTIR and XPS showed that the dispersed graphene substrates and those subjected to a photo-induction process showed the best growth of TiO2 when exposed to 50 ALD cycles of TDMAT / Water. In addition, a system was designed, coupled, and evaluated that allows in situ analysis of the interaction of chemical precursors on the surface through infrared spectroscopy. The system was composed of a gas distributor, an isolated chamber, and an FTIR spectrometer