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Generation of a reconfigurable logical cell using evolutionary computation
Get PDF"In nature, an interesting topic is about how a cell can be reconfigured in order to achieve a different task. Another interesting topic is about the learning process that seems to be a trial and error process. In this work, we present mechanisms about how to produce a reconfigurable logical cell based on the tent map. The reconfiguration is realized by modifying its internal parameters generating several logical functions in the same structure. The logical cell is built with three blocks: the initial condition generating function, the tent map, and the output function. Furthermore, we propose a reconfigurable structure based on a chaotic system and an evolutionary algorithm is used in order to tune the parameters of the cell via trial and error process.
Generalized multistable structure via chaotic synchronization and preservation of scrolls
Get PDF"Switched systems are capable of generating chaotic multi-scroll behavior in by means of a control signal. This signal regulates an equilibrium position of the system and is defined according to the number of scrolls that is displayed by the attractor. Thus, if two systems are controlled by different signals, they exhibit a different number of scrolls. Multistability can be created by a pair of unidirectionally coupled unstable dissipative switched linear systems. A theoretical study of this phenomenon is performed with the jerky equations. Generalized synchronization is observed in numerical simulations of the master-salve system with different control signals. The proposed configuration preserves the number of scrolls and can possess an arbitrary large number of coexisting chaotic multi-scroll attractors.
Wave transmission through periodic, quasiperiodic, and random one-dimensional finite lattices
Get PDF"The quantum mechanical transmission probability is calculated for one-dimensional finite lattices with three types of potentials: periodic, quasiperiodic, and random. When the number of lattice sites included in the computation is systematically increased, distinct features in the transmission probability vs. energy diagrams are observed for each case. The periodic lattice gives rise to allowed and forbidden transmission regions that correspond to the energy band structure of the infinitely periodic potential. In contrast, the transmission probability diagrams for both quasiperiodic and random lattices show the absence of well-defined band structures and the appearance of wave localization effects. Using the average transmissivity concept, we show the emergence of exponential (Anderson) and power-law bounded localization for the random and quasiperiodic lattices, respectively.
Exponential stability of linear continuous time difference systems with multiple delays
Get PDF"Some recent results on exponential stability of linear continuous time difference systems with discrete and distributed delay terms are extended to the case of multiple delays. New sufficient conditions for the exponential stability and exponential estimates for the solutions by using Lyapunov–Krasovskii functionals are derived. Special attention is paid to the case of systems with commensurate discrete and distributed delays.
Subduction of the Rivera plate beneath the Jalisco block as imaged by magnetotelluric data
Get PDF"Two magnetotelluric (MT) profiles perpendicular to the trench provide information on the subduction of the Rivera plate under the Jalisco block (JB). The geometry of the subducting slab is inferred by the anomalous conductor on the top of the profile in the central part of the JB. High conductivity zones (<50 ohm-m) at depths shallower than 10 km are associated to dewatering of the oceanic crust below the accretion prism in the SW of the profile. Away from the coast, observed upper crustal conductors (<10 km) are interpreted as partial melt related to the Central Jalisco volcanic lineament. The source of the crustal conductor in the central part of the MT profile, ~25-75 km inland and depths between 40 and 60 km, is interpreted as a region of interconnected fluids associated with the metamorphic dehydration of the oceanic plate. Contrasting resistivity in the mantle wedge at depths below 40 km suggests that hot mantle material may be migrating upwards, mixing with dehydration reaction products. Near Bahla de Banderas subduction appears steeper closer to the trench than toward the SW suggesting a twisted oceanic subducting slab beneath the continental crustal block. Our results support the mantle upwelling model as an explanation for the reported 1.5 km uplift of the central part of the JB and subsidence of the fore arc region, as well as a change in mantle properties at the NW edge of the JB, which is backed by seismic data.""Dos perfiles magnetotelúricos (MT) perpendiculares a la trinchera proporcionan información del proceso de subducción de la placa de Rivera debajo del bloque de Jalisco (BJ). A partir del conductor anómalo inclinado que se asocia a la interface activa se deducen rasgos de la geometría de la placa que subduce. Zonas de conductividad anómala (<50 ohm-m) a profundidades inferiores a los 10 km se asocian a la deshidratación de la corteza oceánica debajo del prisma de acreción en el SW del perfil. Lejos de la costa, los conductores observados a profundidades de la corteza superior (<10 km) se interpretan como zonas de fusión parcial relacionadas al lineamiento volcánico de Jalisco Central. La fuente de la zona conductora cortical en la parte central del perfil MT, aproximadamente 25 a 75 km dentro del continente y entre los 40 y 60 km de profundidad, se interpreta como una región de fluidos interconectados asociados con la deshidratación de la corteza oceánica por procesos de metamorfismo. El contraste de resistividades en la cuña del manto debajo de ~40 km sugiere la migración ascendente de material caliente del manto que se mezcla con productos de reacciones metamórficas de la placa oceánica. El proceso de subducción de la placa de Rivera ocurre a un ángulo más pronunciado y más cercano a la trinchera en la parte noroeste que hacia la parte sureste de la zona de subducción, lo que sugiere una placa oceánica flexionada hacia el NW debajo del bloque de corteza continental. Nuestros resultados apoyan un modelo de ascenso del manto en la parte centro oriental del BJ, que explica el levantamiento topográfico de más de 1.5 km y la subsidencia en la zona del ante-arco reportada, además de un cambio en las propiedades eléctricas del manto en la zona, que parecen variar rápidamente, como lo sugieren también los datos sísmicos.
Non-Competitive GABAA Receptor Antagonists
Get PDFTesis (Doctorado en Ciencias en Biología Molecular)"En este trabajo describimos un nuevo proceso para obtener dibenzo[c,f][1,2,5]tiadiazepinas (DBTDs o 2) y sus efectos como modulador de los receptores GABAA de neuronas mientéricas de cobayo. La síntesis de derivados de DBTDs inició con dos compuestos aromáticos comerciales. Un grupo azida fue obtenido después de dos reacciones secuenciales y posteriormente el anillo central fue cerrado vía nitrenos obteniendo sulfonamidas tricíclicas (DBTDs). Los resultados de experimentos de célula completa en neuronas mostraron que la aplicación de 2 no afecta la corriente neuronal basal pero inhiben las corrientes inducidas por GABA (IGABA), las cuales son mediadas por receptores GABAA. Los efectos de las DBTDs alcanzaron su máximo a los 3 min después de su aplicación y fueron: i) reversibles; ii) dependiente de la concentración (con un orden de potencia de 2c = 2d > 2b); iii) antagonismo no competitivo y; iv) solo se presenta cuando 2 fue aplicado extracelularmente. Picrotoxina y 2 no afectan sus efectos inhibitorios cuando ambos se aplican. Nuestros resultados indican que DBTD actúa en la región extracelular de los canales GABA distinto al poro, pero independiente del sitio de unión de la picrotoxina, benzodiazepina y sitios de unión a GABA. Las DBTDs descritas aquí pudieran ser empleadas como un modelo inicial para sintetizar nuevos inhibidores de los receptores GABAA con potencial para ser usados como antídotos en la intoxicación por moduladores positivos de estos receptores o inducir epilepsia experimental.""A new process for obtaining dibenzo[c,f][1,2,5]thiadiazepines (DBTDs or 2) and their effects as modulators on GABAA receptors of guinea pig myenteric neurons are described. Synthesis of DBTD derivatives began with two commercial aromatic compounds. An azide group was obtained after two sequential reactions, and the central ring was closed via nitrene to obtain the tricyclic sulfonamides (DBTDs). Whole-cell neuronal recordings showed that 2 application did not affect the holding neuronal current but inhibited the currents induced by GABA (IGABA), which are mediated by GABAA receptors. These DBTDs effects reached their maximum 3 min after application and were: i) reversible, ii) concentration-dependent (with a rank order of potency of 2c = 2d > 2b), iii) mediated by a non-competitive antagonism, and iv) only observed when applied extracellularly. Picrotoxin (which binds in the channel mouth) and DBTDs effects were not modified when both substances were simultaneous applied. Our results indicate that DBTD acted on the extracellular domain of GABAA channels but independent of the picrotoxin, benzodiazepine, and GABA binding sites. DBTDs used here could be the initial model for synthesizing new GABAA receptor inhibitors with a potential to be used as antidotes for positive modulators of these receptors or to induce experimental epilepsy.
Novel hetero-layered materials with tunable direct band gaps by sandwiching different metal disulfides and diselenides
Get PDF"Although bulk hexagonal phases of layered semiconducting transition metal dichalcogenides (STMD) such as MoS2, WS2, WSe2 and MoSe2 exhibit indirect band gaps, a mono-layer of STMD possesses a direct band gap which could be used in the construction of novel optoelectronic devices, catalysts, sensors and valleytronic components. Unfortunately, the direct band gap only occurs for mono-layered STMD. We have found, using first principles calculations, that by alternating individual layers of different STMD (MoS2, WS2, WSe2 and MoSe2) with particular stackings, it is possible to generate direct band gap bi-layers ranging from 0.79 eV to 1.157 eV. Interestingly, in this direct band gap, electrons and holes are physically separated and localized in different layers. We foresee that the alternation of different STMD would result in the fabrication of materials with unprecedented optical and physico-chemical properties that would need further experimental and theoretical investigations.
Análisis y control de sistemas conmutados.
No full textTesis (Doctorado en Control y Sistemas Dinámicos)"En esta tesis se resolvieron algunos problemas de análisis y control de una clase de sistemas híbridos conocidos como conmutados. Estos sistemas son descritos por una familia de subsistemas y una ley de conmutación que determina cual de ellos esta activo en cada instante de tiempo. El tipo de sistemas conmutados que estudia esta tesis es aquel en que los subsistemas no comparten puntos de equilibrio y donde no existe una retroalimentación continua o continua por pedazos. En este caso la única opcion de estabilizar al sistema es mediante la ley de conmutación, por consiguiente en este caso la conmutación es inherentemente restringida y los subsistemas pueden ser inestables. En esta tesis se abordan dos problemas: i) el de estabilizabilidad conmutada, que consiste en establecer condiciones para garantizar la existencia de una ley de conmutación que estabilice al sistema; y ii) el de estabilidad conmutada que consiste en encontrar una ley de conmutación estabilizante. En particular, en esta tesis se extendieron algunos resultados en la literatura para los dos problemas anteriores en el caso de sistemas inciertos. Con este fin, en esta tesis primero se estudian los así llamados sistemas conmutados integrador, resultados en la literatura de estabilizabilidad y estabilidad se extienden a sistemas conmutados inciertos y luego se muestra como estos resultados pueden ser usados en la estabilización de sistemas conmutados lineales y no lineales inciertos, Ademas se proponen leyes de conmutación estabilizantes dependientes del estado y de la salida. Finalmente se muestran algunos resultados experimentales obtenidos de la aplicación de los resultados teóricos a sistemas electrónicos de potencia, en particular en convertidores multi-celda de n etapas.""In this thesis a class of hybrid systems known as switched is studied. Such systems are described by a family of modes or subsystems and a switching law that defines the active mode at every time. In particular, in this work I am focus in studying the stability properties of switched systems that do not share a common equilibrium point or the equilibrium point does not exist. To this end, in the first part of this document, integrator switched systems are studied, the role of uncertainty on stability using time and state dependent switching actions are studied. Furthermore, boundedness of switched linear and non linear systems are studied under time dependent switching designed on integrator switching systems. The results of this thesis are illustrated through numerical simulations and experimental work in a boost interleaved converter. The application of the results on power electronics, lead us to contribute with a novel current ripple control.
Strain of Trichoderma citrinoviride acting as antagonist of phytopatoghen fungi and grouth promoter, compositions containing the same and use thereof
No full text"La presente invención describe y reclama una cepa novedosa del hongo Trichoderma citrinoviride NRRL-50452, capaz de promover el crecimiento y la resistencia a fitopatógenos en plantas de interés agronómico de una manera muy superior en comparación con las cepas comerciales existentes hoy en día. La utilización de esta cepa disminuye considerablemente el uso abonos y de pesticidas químicos cuya fabricación y uso dañan el medio ambiente y la salud humana.""The present invention describes and claims a novel strain of the Trichoderma citrinoviride NRRL-50452 fungus, which promotes the growth and resistance to phytopathogens in plants of agricultural interest in a significant manner unlike traditional strains. The use of said strain reduces in a substantial manner the application of manures and chemical pesticides which manufacture and use damage the environment and human health.
Producción de hidrógeno en reactores de biomasa fija, implicaciones de microorganismos hidrogenotróficos.
Get PDFTesis (Doctorado en Ciencias Ambientales)"El hidrógeno es considerado el combustible del futuro por su mayor contenido energético comparándolo con cualquier otro combustible. Su producción por vía biológica permite valorizar residuos o aguas residuales, como el suero de leche, pudiendo producirlo de manera renovable además de ser carbono neutral. En la producción fermentativa de hidrógeno, las bacterias anaerobias utilizan los compuestos orgánicos para producir energía metabólica y componentes estructurales, produciendo H2 y una mezcla de ácidos grasos de cadena corta, así como algunos alcoholes. El uso de suero de leche como sustrato para la producción de hidrógeno ha sido estudiado en reactores de biomasa suspendida, obteniendo velocidades de producción muy promisorias. Con el objetivo de aumentar dicha producción, favorecida por una mayor concentración de biomasa, en el presente trabajo se exploró el uso de reactores de biomasa fija (UASB y lecho empacado). Una limitante de los sistemas granulares como los reactores UASB es el largo tiempo de arranque necesario para establecer una comunidad productora de hidrógeno. En este sentido se evaluaron diferentes estrategias de arranque y estructuras del inóculo. Una disminución gradual del tiempo de residencia hidráulica desde 24 a 6 horas, con una velocidad de carga orgánica (VCO) constante de 20 g DQO/L-d fue la estrategia que produjo una biomasa hidrogenogénica mas activa. La producción inesperada de metano a la par del hidrógeno llevó a la evaluación de diferentes estrategias para controlar la metanogénesis. Un aumento en la VCO de 20 a 30 g DQO/L-d incrementó hasta 172% la producción de hidrógeno, disminuyendo la producción de metano en 75%. La única estrategia que inhibió completamente la metanogénesis fue aplicar un segundo tratamiento térmico a la biomasa. Sin embargo, esta última estrategia también seleccionó a consumidores de hidrógeno, como los homoacetogénicos. El análisis de las comunidades en los reactores UASB con técnicas moleculares como PCR-DGGE y clonación mostraron una proliferación de organismos relacionados con los productores de hidrógeno Clostridium tyrobutyricum, Citrobacter freundii y Enterobacter aerogenes, así como los homoacetogénicos Blautia hydrogenotrophica, Oscillibacter valericigenes y Clostridium ljungdahlii. Mientras que los responsables de la producción de metano fueron hidrogenótrofos de los géneros Methanobrevibacter y Methanobacterium.""Hydrogen is considered the fuel of the future due to the highest energy content compared with any fuel. The biological hydrogen production allows valorizing waste or wastewaters, like the cheese whey, being a renewable and carbon neutral fuel. In the fermentative hydrogen production, anaerobic bacteria use organic substrates to generate metabolic energy and structural components, producing H2 and a mix of short chain fatty acids and alcohols. The cheese whey has been used largely to produce hydrogen in suspended biomass reactors, achieving promising rates. The present work explored the use of biomass fixed reactors (UASB and packed-bed) with the of aim increasing the production rate, favored by the higher biomass concentration. A limitation in granular systems, like the UASB is the long time required to develope a hydrogen producing community. In this sense, different start-up strategies and inoculum structures were evaluated. A gradual decrease of the hydraulic retention time from 24 to 6 hours, with a constant organic loading rate (OLR) of 20 g COD/L-d, produced the more active biomass. The unexpected methane production addressed the evaluation of operational strategies to control the methanogens. An increment of the OLR from 20 to 30 g COD/L-d increased the hydrogen production rate 172%, whereas the methane production was reduced 75%. The only strategy that completely inhibited the methane production was a second heat treatment to the biomass. However, the latter strategy also selected homoacetogens, which are hydrogen consuming organisms. The community analysis of the biomass withdrawn from UASB reactors with molecular techniques, such as PCR-DGGE and cloning, showed a proliferation of organisms related to hydrogen producers such as Clostridium tyrobutyricum, Citrobacter freundii and Enterobacter aerogenes, as well as the homoacetogens Blautia hydrogenotrophica, Oscillibacter valericigenes and Clostridium ljungdahlii. The archaeal community analysis showed that methane was produced by hydrogenotrophs from genera Methanobrevibacter and Methanobacterium.