En aquesta tesi s’obtenen nous resultats sobre l’acotació d’operadors de Calderón-Zygmund en espais de Sobolev en dominis de Rd. En primer lloc es demostra un teorema de tipus T(P) vàlid per a Wn,p(U), a on U és un domini uniforme acotat de Rd, n és un nombre natural arbitrari, i p>d. Essencialment, el resultat obtingut afirma que un operador de Calderón-Zygmund de convolució és acotat en aquest espai si i solament si per a tot polinomi P de grau menor que n restringit al domini, T(P) pertany a Wn,p(U). Per a índexs p menors o iguals que d, es demostra una condició suficient per a l'acotació en termes de mesures de Carleson. En el cas n=1 i p<=d, es comprova que aquesta caracterització en termes de mesures de Carleson és també una condició necessària. El cas en què n és no enter i 0<n<1 també s'estudia, obtenint-se resultats anàlegs als anteriors per una família d'espais més àmplia que Sobolev, els anomenats espais de Triebel-Lizorkin. Una altra de les aportacions de la tesi consisteix en l'obtenció de condicions òptimes per a caracteritzar quan la transformada de Beurling de polinomis restringits a dominis B(P) pertany a l'espai de Sobolev Wn,p(U), essent U un domini Lipschitz del pla, en termes de la regularitat Besov de la frontera de U. Aquest resultat, en combinació amb els descrits en el paràgraf anterior, proporciona una condició òptima per a poder determinar quan la transformada de Beurling és acotada en Wn,p(U) en termes de la regularitat de la frontera de U per a p>2. La darrera aportació de la tesi és l'aplicació dels resultats anteriorment descrits a l'estudi de la regularitat de l'equació de Beltrami que satisfan les aplicacions quasiconformes. Essencialment, es demostra que si el coeficient de Beltrami pertany a l'espai Wn,p(U), essent U un domini Lipschitz del pla complex amb parametritzacions de la frontera en un cert espai de Besov i p>2, llavors l'aplicació quasiconforme associada està en l'espai Wn,p(U). / In this dissertation some new results on the boundedness of Calderón-Zygmund operators on Sobolev spaces on domains in Rd. First a T(P)-theorem is obtained which is valid for Wn,p (U), where U is a bounded uniform domain of Rd, n is a given natural number and p>d. Essentially, the result obtained states that a convolution Calderón-Zygmund operator is bounded on this function space if and only if T(P) belongs to Wn,p (U) for every polynomial P of degree smaller than n restricted to the domain. For indices p less or equal than d, a sufficient condition for the boundedness in terms of Carleson measures is obtained. In the particular case of n=1 and p<=d, this Carleson condition is shown to be necessary in fact. The case where n is not integer and 0<n<1 is also studied, and analogous results to the former are obtained for a larger family of function spaces, the so-called Triebel-Lizorkin spaces. The thesis also contains some optimal conditions to establish when the Beurling transform of a polynomial restricted to a domain is contained in the Sobolev space Wn,p(U), where U is a bounded planar Lipschitz domain, in terms of the Besov regularity of the boundary of U. This result, in combination with the results mentioned above, provides an optimal condition to determine wether the Beurling transform is bounded on Wn,p(U) or not in terms of the regularity of the boundary for p>2. Finally, an application of the aforementioned results is given for quasiconformal mappings in the complex plane. In particular, it is checked that the regularity Wn,p(U) of the Beltrami coefficient of a quasiconformal mapping for a bounded Lipschitz domain U with boundary parameterizations in a certain Besov space and p>2, implies that the mapping itself is in Wn+1,p(U).

En la sociedad brasileña, el `culto al cuerpo` es una práctica común y diseminada entre las mujeres. El objetivo general de la investigación es analizar si las puntuaciones del Índice de Masa Corporal (IMC), de mujeres brasileñas, interfieren en los niveles de satisfacción corporal (imagen corporal), funcionamiento sexual y autoestima. El diseño fue cuantitativo, y se han empleado cuatro instrumentos distintos, en una muestra de 102 mujeres brasileñas. Los cuestionarios utilizados fueron: un instrumento para evaluar el nivel socioeconómico (FISS), la figura corporal (BSQ); un índice de la función sexual femenina (FSFI) y la Escala de Autoestima de Rosenberg. Los resultados apuntan que entre las mujeres con algún grado de obesidad hay distintos grados de insatisfacción corporal; los índices del funcionamiento sexual son satisfactorios; no hay correlación significativa entre IMC y autoestima. En cuanto a la variable edad, no se han encontrado datos significativos en relación la satisfacción con la imagen corporal. Otro hallazgo fue la falta de homogeneidad en las respuestas del funcionamiento sexual. Estos datos desmitifican algunas creencias acerca de la sexualidad de la mujer con sobrepeso, madura, valores diseminados en la cultura brasileña. / In Brazilian society, `body worship` is a common and widespread practice among women. The overall objective of the research is to analyze whether the scores of body mass index (BMI) in Brazilian women, interfere with body satisfaction levels (body image), sexual functioning and self-esteem. The designs were quantitative, and four different instruments have been used, in a sample of 102 Brazilian women. Questionnaires were used: a tool to assess socioeconomic status (FISS), body shape (BSQ), an index of female sexual function (FSFI) and the Rosenberg Self-Esteem Scale. The results show that among women with some degree of obesity there are varying degrees of body dissatisfaction; rates of sexual functioning are satisfactory and there is no significant correlation between BMI and self-esteem. As for the age (variable?) significant data regarding satisfaction with body image is not found. Another finding was the lack of homogeneity in the responses of sexual functioning. (This data demystifies some beliefs about the sexuality of mature, overweight women, scattered in Brazilian cultural values.)

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Una molècula està activada quan, per acció d'un agent extern, mostra una reactivitat diferent que en el seu estat normal. Vies d'activació freqüents són per interacció amb cations metàl·lics, per absorció de radiació ionitzant o ultraviolada com també per adsorció en superfícies sòlides. Aquest treball tracta sobre l'activació de petites biomolècules, en concret d'aminoàcids i pèptids, per interacció amb cations de coure i aluminosilicats. Avui en dia es poden generar sistemes metall-lligand en fase gas i estudiar-ne la reactivitat induïda per la interacció amb els cations metàl·lics gràcies a les tècniques d'espectrometria de masses, les quals són rellevants en àrees com la proteòmica o la bioquímica. Aquesta tesi, doncs, es centra en el context de la química metal·loiònica en fase gas on es combinen càlculs teòrics amb experiments d'espectrometria de masses. No obstant, també tracta des d'un punt de vista mecanoquàntic l'activació de biomolècules per interacció amb superfícies de minerals degut a la seva importància en la química prebiòtica. / A molecule is activated when, owing to an external agent, it displays different reactivity than in its normal state. The activation can be given by interaction with metal cations, by absorption of ionizing or UV radiation as well as by adsorption on solid surfaces. This work addresses the activation of small biomolecules, in particular amino acids and peptides, by the interaction with copper cations and aluminosilicates. Nowadays generating metal-ligand systems in the gas phase and studying the reactivity induced by the metal cations is feasible by means of recent mass spectrometry techniques, which are relevant in the areas of proteomics and biochemistry. This thesis, thus, is focused on the gas phase metal ion chemistry, in which theoretical calculations are combined with mass spectrometry experiments. Nevertheless, the activation of biomolecules by interaction with mineral surfaces has also been addressed from a quantum mechanic point of view, since its importance in the prebiotic chemistry.

El benzil GalNAc fue descrito inicialmente como un inhibidor de la O-glicosilación de tipo mucina (Kuan et al., 1989). El tratamiento crónico de células mucosecretoras HT-29 M6 con este fármaco produjo una serie de efectos entre los que destacan: i) reducción de la proliferación, ii) inhibición de la secreción de mucinas, iii) acumulación de glicoproteínas apicales en vesículas citoplasmáticas electronlúcidas y, iv) reducción de la sialilación de glicoproteínas (Huet et al., 1998; (Hennebicq-Reig et al., 1998). El benzil GalNAc también inducía estos efectos sobre la población HT-29 parental y sobre otras poblaciones celulares derivadas de ésta, independientemente de su fenotipo. El benzil GalNAc es metabolizado a benzil GalNAc-Gal, el cual a su vez inhibe competitivamente la actividad ?2,3 sialiltransferasa de células HT-29, la actividad sialiltransferasa mayoritariamente expresada en estas células. Como resultado de ésto, se sintetizan compuestos sialilados como benzil GalNAc-Gal?2,3Neu5Ac (Huet et al., 1995; Delannoy et al., 1996). Por otro lado, el tratamiento con benzil GalNAc no afectaba sensiblemente a las células Caco-2, las cuales expresan fundamentalmente ?2,6 sialiltransferasas, enzimas que no son inhibidas por los metabolitos derivados del benzil GalNAc (Huet et al., 1998).El objetivo de este trabajo ha sido determinar el factor(es) responsable(s) del origen del fenotipo de células HT-29 tratadas crónicamente con benzil GalNAc. Más concretamente, nos interesó determinar cómo un inhibidor de glicosilación produce tantos efectos diferentes y si el efecto de este inhibidor estaba restringido o no a células derivadas de HT-29. La hipótesis que se manejó inicialmente proponía que los efectos globales del tratamiento con benzil GalNAc podrían estar causados por la hiposialilación de tardíos como, Rab7 y LBPA, pero no de endosomas primarios (Rab5, EEA1) y de Golgi (GRASP65, TGN46), colocalizaban con la ?1 integrina de las vesículas. El conjunto de los resultados obtenidos indica que las vesículas-BG corresponden a una población heterogénea de endosomas aberrantes, relacionados con endosomas tardíos.Las características fenotípicas de las células tratadas con benzil GalNAc reproducen parcialmente los defectos descritos en células de algunas enfermedades de depósito lisosomal (EDL), concretamente las que se producen por la acumulación de sacáridos en compartimentos degradativos. Así, la morfología de las vesículas-BG es similar a la de las que se originan en células tratadas con sacarosa (sacarosomas) y varias EDL como la sialidosis o la infantile sialic acid storage disease (ISSD). Análisis del procesamiento de la AAG en fibroblastos de pacientes con ISSD mostraron defectos similares a los encontrados en células HT-29 M6 tratadas con benzil GalNAc. Además, las células tratadas con benzil GalNAc también acumulan LBPA y colesterol, hallazgos característicos de algunas EDL. Confirmando la idea de que el benzil GalNAc induce un fenotipo de depósito lisosomal, el tratamiento con sacarosa en células IMIM-PC-1 produjo cambios sobre la morfología de las células y la acumulación intracelular de MUC1 y ?1 integrina, de manera semejante a lo observado en las células tratadas con benzil GalNAc. La sialilación de glicoproteínas en células IMIM-PC-1 tratadas con sacarosa no estaba alterada, resultado que indica que la hiposialilación no es un requisito para la acumulación intracelular de glicoproteínas de membrana.Dado que células tratadas con benzil GalNAc acumulan una gran cantidad de oligosacáridos derivados de esta droga, situación análoga a la que ocurre en células tratadas con sacarosa y algunas EDL, proponemos que la acumulación de estos metabolitos, y no la hiposialilación de glicoproteínas, es la que origina el fenotipo global de células HT-29 M6 e IMIM-PC-1 tratadas con este fármaco. / Benzyl GalNAc was initially described as an inhibitor of mucin type O-glycosilation (Kuan et al., 1989). Long term exposure with this pharmac on mucosecretor HT-29 M6 colon cancer cells induced several effects: i) reduction of proliferation, ii) inhibition of the mucins secretion, iii) accumulation of apical glycoproteins into electron-lucid cytoplasmic vesicles (BG-vesicles) and iv) reduction of glycoprotein sialylation (Huet et al., 1998; Hennebicq-Reig et al., 1998). Moreover, these effects were induced in HT-29 parental and derived cells irrespectively of their phenotype. In HT-29 cells, benzyl GalNAc is metabolized to benzyl GalNAc-Gal, which in turn inhibits ?2,3 sialyltransferase activity, the most common in these cells. As a consequence of this, diverse sialylated compounds like benzyl GalNAc-Gal ?2,3 Neu5Ac are synthesised (Huet et al., 1995; Delannoy et al., 1996). On the other hand, benzyl GalNAc treatment did not affect Caco-2 colon cancer cells, which express fundamentally ?2,6 sialyltransferases, enzymes that are not inhibited by benzyl GalNAc (Huet et al., 1998).The aim of this work has been to determine the factor(s) responsible for the origin of the phenotype of HT-29 cells treated chronically with benzyl GalNAc. More in detail, we were interested in determine how a glycosylation inhibitor could produce a spectra of different effects and whether these effects were restricted only to HT-29 cells or not. Initially we worked with the hypothesis that the global effects of benzylGalNAc were derived from the glycoprotein hiposialylation. This hypothesis presumed a requirement of sialic acid for the apical glycoprotein transport/sorting. Thus, in the absence of sialic acid, this glycoproteins would be accumulated in TGN derived exocitic carriers, corresponding to the electron-lucid cytoplasmic vesicles (BG-vesicles).Consistent with this idea, we found through lectin analysis that ?2,3 linked sialic acid was distributed mainly in the apical membrane of epithelial cells both in culture and in tissues. Notoriously, ?2,6 linked sialic acid show a broad distribution and was located both in the apical membrane or in the basolateral membrane.The analysis of the treatment with benzyl GalNAc on a panel of cell lines indicated that its effects and severity were cell type depending but were not restricted only to HT-29 cells. Thus, benzyl GalNAc treated IMIM-PC-1 pancreas cancer cells shown a similar phenotype than benzyl GalNAc treated HT-29 cells. Notoriously, in these cells both apical (eg. MUC1) and basolateral (eg. ?1-integrin) glycoproteins were accumulated and colocalised into cytoplasmic vesicles. Benzyl GalNAc treatment affected the processing of apical and lysosomal glycoproteins in HT-29 M6 cells. We found that this pharmac induced a delay in maturation of cathepsin D and the blockage -in a post-TGN compartment- of the maturation of the lysosomal ?-glucosidasa.The endosomal route was affected in IMIM-PC-1 and HT-29 cells treated with benzyl GalNAc. Thus, benzyl GalNAc induced a reduction in the endocytosis rate and an accumulation of internalised material in IMIM-PC-1 cells. This material colocalised with vesicles positive for MUC1 or ?1 integrin. Late endosomes markers (Rab7, LBPA) but not early endosomes markers (Rab5, EEA1) or Golgi markers (GRASP65, TGN46) colocalised with vesicles accumulating ?1 integrin. Altogether, these results indicate that BG-vesicles correspond to an heterogenous population of aberrant endosomes related with late endosomes.The phenotype of benzyl GalNAc treated cells partially reproduces the defects seen in cells where saccharides are accumulated in the degradative compartiments. Thus, the morphology of the BG-vesicles is similar to those originated in sucrose treated cells (sucrosomes) and in cells from lysosome storage diseases (LSD) patients. The analysis of the processing of the lysosomal ?-glucosidase in fibroblasts of Infantile Sialic acid Storage Disease patients shown similar defects to those found in benzyl GalNAc HT-29 M6 treated cells. Moreover, benzyl GalNAc treated cells accumulate LBPA and cholesterol, commonly found in some LSD patients. Consistent with the idea that benzyl GalNAc induces a lysosomal storage defect, the sucrose treatment on IMIM-PC-1 cells induced the cytoplasmic accumulation of MUC1 and ?-1 integrin. In these cells, the glycoprotein sialylation was not affected, suggesting that in benzyl GalNAc treated cells the hiposialytion of membrane glycoproteins may not originate their intracelullar accumulation.In benzyl GalNAc treated cells a huge amount of benzyl GalNAc derived metabolites are accumulated, a scenario analogous to the sucrose treated or LSD cells. Therefore, we propose that is the metabolite accumulation, but not the glycoprotein hiposialylation, the responsible for the induction of the overall phenotype seen in benzyl GalNAc HT-29 and IMIM-PC-1 treated cells.

Esta disertación, propone estrategias para sistemas urbanos sustentables introduciendo aspectos de eco-innovación en edificios con especial énfasis en reducir la energía y las emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI). El estudio se desarrolla en dos contextos economicos, social y climáticamente diferentes. Por una parte la mejora ambiental y energética de la vivienda social en México a través de estrategias de eco rehabilitación en el interior y exterior de la misma: eco-tecnologías (equipos eficientes), sombreado y aislamiento (sombra sobre el techo, volados en muros, louvers en ventanas y techo verde) y producción de alimentos (tomates). Se calcularon os requerimientos de energía para enfriamiento de la vivienda social así como la demanda de energía acumulada y emisiones de CO2 asociadas con los materiales usados en las estrategias de sombreamiento. En la producción de alimentos el sistema fue expandido para determinar los impactos respecto a la logística de alimentos (distribución, empaque y pérdidas de producto). Por otra parte, la implementación de invernaderos de producción intensiva de alimentos en las cubiertas de edificios de Ciudades Mediterráneas de Europa, estudiando la barreras y oportunidades ambientales, sociales, económicas y tecnológicas de su implantación. El método de trabajó consistió en grupos multidisciplinarios de discusión a través de seminarios con expertos en diferentes áreas. El potencial de sinergia entre el edificio y el invernadero en términos de flujos de calor fue identificado focalizando únicamente en los requerimientos de energía para calefacción en invierno en un edificio de servicios en Barcelona, España. Para desarrollar esta investigación fue necesario integrar herramientas multidisciplinares y programas de: simulación energética (DesignBuilder, Ecotect), análisis de flujos (CFD), análisis de ciclo de vida (SimaPro) y herramientas sociales como seminarios y grupos focales. Según los resultados, para la vivienda social, las eco-tecnologías pueden proveer una reducción annual del 31% del consumo de energía (35.7 kWh/m2/año). Con la estrategia de sombreado del techo se obtuvo un ahorro de 126 kWh/m2/año. La producción de tomates en las áreas de la vivienda social de Mérida (México) puede aportar ahorros de 662 gCO2eq por kg de tomates producidos. En orden descendiente, los principales contribuyentes de estos ahorros son: requerimientos de transporte (57.7%), pérdida de producto (37.2%) y empaque (5.1%). Respecto al sistema invernadero-edificio, el grupo de expertos coincidió en definir la interconexión entre ambos como una de las oportunidades del sistema al hacer sinergia con los flujos de agua, energía y CO2, así como la reducción del transporte de los alimentos. La metodología aplicada a este estudio resultó positiva debido a la participación interdisciplinaria de expertos lo cual facilitó una visión global de la implementación del proyecto. De acuerdo al análisis energético, un total de 87 kWh/día de calor fue removido del invernadero con la finalidad de disminuir su temperatura. Este dato indica una estimación del potencial del calor que puede ser transferido al edificio en un día típico de invierno. Basado en los resultados generados en esta investigación, futuras líneas de investigación pueden ser desarrolladas con la finalidad de determinar otros beneficios energéticos y ambientales del sistema. Las estrategias presentadas en esta disertación tienen el objetivo de facilitar el desarrollo sustentable en sistemas urbanos através de la investigaciones para mejorar la vivienda social en países en vías de desarrollo e implementar la agricultura urbana en ciudades compactas. / This dissertation proposes strategies for sustainable urban systems, introducing eco-innovation in buildings and paying particular attention to energy and GHG emissions. The study was developed in two diferent social, economical and climatic contexts. Firstly, environmental and energy improvement of social housing in a warm-humid climate in Merida (Mexico) is investigated, through eco-rehabilitation strategies such as ecotechnologies (efficient equipment), shading and insulation (Above roof shade, overhangs on walls, louvers in windows and green roof) and food production (tomato). Energy requirements for cooling in social housing, cumulative energetic demand and CO2 emissions associated with the materials used in shading and insulative strategies were calculated. In food production, the expanded system is considered, in order to determine impacts related to food logistics (distribution, packaging, retail). Secondly, Rooftop Eco-Greenhouse (RTEG) is presented as an eco-innovative system that incorporates agriculture into the rooftops of buildings in Mediterranean European cities. A list of environmental, economical, technological and social barriers, as well as opportunities for the implementation of the RTEG system, were obtained. The work method consisted of discussion seminars involving an interdisciplinary group of experts from different areas. In addition, the potential for synergies between buildings and RTEG systems in terms of heat flows was identified, focusing only on heating requirements in winter, in an office building in Barcelona (Spain). To develop this research, multidisciplinary tools and software programs such as energy simulation (DesignBuilder, Ecotect), flow analysis (CFD), life cycle analysis (SimaPro) were used. Social tools, such as seminars and focus groups, were also utilised. According to the results for social housing, eco-technologies could potentially provide reduce annual energy consumption by 31% (35.7kWh/m2/year). The ‘Above roof shade’ strategy can provide a saving of 126kWh/m2/year. Production of tomatoes in social housing areas in Merida (Mexico) could provide a savings of 662 gCO2eq per kg of tomatoes produced. In descending order, the main contributors to these savings are transport requirements (57.7%), retail phase (37.2%) and re-usable packaging (5.1%). In respect to RTEG, we would highlight the interconnection of the building and the greenhouse as an opportunity for RTEG, making use of water, energy and CO2 flows between both, as well as reducing food transportation requirements. The participation of experts helped to produce a global vision for the implementation of the project. According to energy analysis, a total of 87 kWh/day of heat was removed from the greenhouse, in order to reduce its temperature. This data indicates the potential amount of heat that could be transferred to the building in a study day. Based on the results generated by this research, further lines of research can be investigated, in order to determine other energy and environmental benefits of the RTEG system. All strategies presented in this dissertation aim to facilitate the sustainable development of urban systems, through researching eco-innovation in the field of improvement of social housing in Developing Countries and urban agriculture in compact cities.

Desde su descubrimiento los nanotubos de carbono han llamado la atención por sus propiedades únicas. Se esperaba que los nanotubos revolucionaran nuestra tecnología y en parte lo han logrado siendo un material importante para diversas aplicaciones en electrónica y optoelectrónica. Los nanotubos de carbono pueden reemplazar al silicio en sistemas electro‐mecánicas en nano escala (nano‐electromechanical systems NEMS). En esta tesis se presentan varios tipos de NEMS que se han realizado, con diferentes resultados en cada una. En primeros capítulos, se presenta el resonador electro‐mecánico basado en nanotubos. Al reducir la longitud del nanotubo hasta los 100 nm se pudo obtener una frecuencia de resonancia de varios GHz. Este tipo de dispositivos puede ser integrado en las tecnologías recientes de giga‐hertz ofreciendo también la posibilidad de detección de masa con resolución atómica. También los dispositivos basados en los nanotubos multi‐pared aunque operan en las frecuencias mas bajas (de mega‐hertz) pueden operar en las frecuencias pre‐determinadas, calculadas con la teoría de vigas elásticas. La segunda parte de la tesis está dedicada a los nanomotores de nanotubos de carbono. En contrario, la realización de nanomotores es mucho más complicada. A pesar de que en un principio los primeros resultados fueron prometedores, estas estructuras siguen siendo difíciles de fabricar. Todavía no tenemos control sobre la chiralidad de los nanotubos y en su manipulación en nano‐escala permanece el desafío. Para realizar dispositivos operacionales hay que entender mejor las fuerzas que existen a nano‐escala y como aprovecharlas. Así mismo también es posible la integración de nanotubos de carbón con estructuras existentes micro‐fabricadas de silicio, aunque todavía necesita más trabajo. Caso contrario a la integración con grafeno, la cual parece relativamente fácil, siendo este un paso hacia la electrónica de carbono. Todos estos temas forman parte importante de la investigación de NEMS. Sin embargo, estos sistemas van a contribuir para futuros descubrimientos importantes. / Since the discovery of carbon nanotubes high hopes were placed on their possible applications. They were expected to revolutionize our technology and indeed, CNTs have proven to be a good material for applications in electronics, such as channels in field effect transistor and optoelectronic devices. In order to realize future nanotube electronic and electro‐mechanical systems, it is not only necessary to thoroughly understand the underlying physical phenomena of both single as multi‐walled carbon nanotubes (MWNTs), but also to be able to fabricate devices possessing the desirable qualities. Many efforts of this work were dedicated to nanotube manipulation and nanofabrication in order to integrate carbon nanotubes in current fabrication processes and achieve novel type of devices. The device fabrication is described in the Annex A. In the thesis various attempts to experimental realization of CNT‐based nano‐electromechanical systems are shown. Typically, the CNT devices presented later in this thesis operate in so‐called transistor geometry, which is why it is important to understand principles of operations of CNTFETs, explained above in Chapter 1. Then, Chapter 2 brings a short introduction to structural and electronic properties of CNTs and graphene, ways of synthesis and methods used for characterization. The Chapter 3 is an introduction to micro and nanoelectromechanical systems, focusing carbon nanotube resonators and motors. In the second part of the thesis carbon nanotube resonators are studied. To perform the measurements the so‐called mixing technique was used, explained in Annex B. In Chapter 4 a giga‐hertz operation frequency resonator based on ultra‐short SWNT is presented. Also influence of nanotube length and temperature on the resonator frequency and principles of mass sensing are discussed. In Chapter 5 MWNT resonators of different diameters are measured with emphasis of frequency as a function of a number of shells. The number of shells can be reduced using the electrical breakdown technique and the MWNT resonator eigenmodes can be approximated using the elastic beam theory, which is in details explained in the Annex C. The third part of the thesis is dedicated to carbon nanotube motors. First of all, in Chapter 6 different approaches to fabricating micro‐scale heaters are presented in order to realize controlled thermal gradient motor. Suspended micro‐heaters based on platinum and gold are presented, as well as non‐suspended heaters based on highly‐doped silicon. In Chapter 7, a novel type of graphene‐based heating is shown. For all types of heaters fabrication, characterization and integration with CNT motor is discussed. Finally, in Chapter 8 an intention of realization of CNT electron windmill is presented.

El geómetra griego Euclides empieza sus Elementos con una lista de 23 definiciones, 5 reglas lógicas, and 5 postulados. El postulado 5 se refiere a las rectas paralelas aquellas “líneas rectas que están en el mismo plano y al prolongarse indefinidamente en ambas direcciones, no se cortan”. El quinto postulado establece que: “Si una recta corta a otras dos y forma con ellas de un mismo de sus lados dos ángulos internos que suman menos dos restos, entonces las dos rectas si se prolongan indefinidamente se corta del lado en el que los ángulos dieron menos de dos rectos”. El “problema del quinto postulado” consiste en demostrar que este postulado es una consecuencia de los otros cuatro postulados de los Elementos. Como este postulado es equivalente “a la existencia y unicidad de una recta paralela a una recta dada por un punto exterior a ella”, también se lo conoce como el “problema de la teoría de las paralelas”. Desde Euclides, muchos matemáticos han tratado de probar el quinto postulado. Posidonio intento resolver el problema en la primera centuria del siglo I d.C., cuando el confundió líneas equidistantes con líneas paralelas. El problema del quinto postulado fue resuelto negativamente al final del siglo XIX. La pruebe definitiva es atribuida Beltrami en su trabajo Saggio di interpretazione della geometria non-euclidea [1868]. En este trabajo, Beltrami estudia una “superficie” dada por un disco de radio 1 dotado de un elemento de longitud de arco con curvatura constante negativa. De esta manera obtiene una geometría que satisface los postulados de Euclides excepto el quinto. Esta geometría es llamada no-euclidiana. En este trabajo revisamos la historia de este descubrimiento atribuido a Gauss, Bolyai y Lobatchevski. En clara analogía con la geometría esférica, Lambert en su Theorie der Parallellinien [1786] dice que en una “esfera imaginaria” la suma de los ángulos de un triángulo debería ser menor que π. Analizamos el papel jugado por esta esfera imaginaria en el desarrollo de la geometría no-euclidiana, y como sirvió a Gauss de guía. Más precisamente, analizamos un momento crucial en la historia del descubrimiento de la geometría no-euclidiana: la lectura que Gauss hizo del Apéndice de Bolyai en 1832, cinco años después de la publicación de Disquisitiones generales circa superficies curvas, bajo la suposición de que este trabajo esta investigación en los fundamentos de la geometría fue motivado por la búsqueda, entre las superficies del espacio, de la hipotética esfera imaginaria de Lambert. Desde este punto de vista, hemos podido responder algunas preguntas naturales a cerca de la historia de la geometría no-euclidiana; por ejemplo: 1. ¿Qué enfoque siguió Bolyai en el Apéndice? 2. ¿Por qué Gauss después de leer el Apéndice decidió no escribir nada sobre su descubrimiento de la geometría no-euclidiana? 3. ¿Qué relación existe entre las cantidades imaginarias y el problema de la teoría de las paralelas? / The Greek geometer Euclid began his Elements1 with a list of 23 definitions, 5 logical rules, and 5 postulates. The fifth postulate refers to parallel lines, which are defined as those “straight lines which, being in the same plane and being produced indefinitely in both directions, do not meet one another in either direction.” The fifth postulate states that: “If a straight line falling on two straight lines makes the interior angles on the same side less than two right angles, then the two straight lines, if produced indefinitely, meet on that side on which the angles are less than two right angles.” The ‘problem of the fifth postulate’ consists of demonstrating that this postulate is a consequence of the other four postulates of the Elements. Since this postulate is equivalent to the existence and uniqueness of a straight line parallel to a given straight line through a given point, research in this direction is called ‘theory of parallels.’ Since Euclid, many mathematicians have tried to prove the fifth postulate. Posidonius attempted to solve the problem in the first century B.C., when he confused parallel straight lines with equidistant straight lines. The problem of the fifth postulate was resolved in the negative at the end of the 19th century. The definitive proof is attributed to Beltrami in his work Saggio di interpretazione della geometria non-euclidea [1868]. In this work he studies a “surface” given by the unit disc endowed with a length element, which he gives explicitly, with respect to which the curvature is constant and negative. In this way one obtains a geometry satisfying all of Euclid’s postulates except the fifth. This geometry is the so-called non-Euclidean geometry. In this work we review the history of this discovery. In a clear analogy with spherical geometry, Lambert states that in an “imaginary sphere” the sum of the angles of a triangle would be less than p. We analyze the role played by this imaginary sphere in the development of non-Euclidean geometry, and how it served Gauss as a guide. More precisely, we analyze a crucial moment in the history of the discovery of non-Euclidean geometry: Gauss’s reading of Bolyai’s Appendix in 1832, five years after the publication of Disquisitiones generales circa superficies curvas, on the assumption that his investigations into the foundations of geometry were aimed at finding, among the surfaces in space, Lambert’s hypothetical imaginary sphere. From this point of view, one is able to answer certain natural questions about the history of non-Euclidean geometry; for instance, answer some natural questions: 1. What approach was adopted by Gauss in his meditations? Was it the same as that adopted by Bolyai? 2. Why did Gauss feel that there was no longer any need to write anything more about it? 3. What is the relation between imaginary quantities and the problem of the theory of parallels?

Escherichia coli presenta un gen blaAmpC cromosómico que se expresa de forma constitutiva a bajo nivel debido a la presencia de un promotor débil y un atenuador. En estas condiciones no confiere resistencia a betalactámicos. Sin embargo, E. coli puede incrementar la expresión de este gen debido a mutaciones en su región promotora/atenuadora (AmpCc) o adquirir genes blaAmpC incluyendo CMY, DHA, ACC, FOX, MOX, ACT, MIR, LAT y CFE (AmpCa), mecanismos que confieren resistencia a penicilinas, cefalosporinas, cefamicinas y aztreonam. A diferencia de lo que sucede con las betalactamasas de espectro extendido (BLEE), la detección fenotípica de betalactamasas AmpC es difícil debido a la escasez de métodos estandarizados. Los estudios sobre la epidemiología y las características clínicas asociadas con infecciones producidas por E. coli productora de AmpC son limitados. Además, en las cepas productoras de AmpC es frecuente la corresistencia a otras familias de antimicrobianos, lo que convierte el tratamiento de estas infecciones en un reto para el clínico. Se realizó un estudio multicéntrico con el Consorci Sanitari de Terrassa, el Hospital Universitario Mútua de Terrassa y el Hospital de la Santa Creu i Sant Pau de Barcelona, en el que se analizaron los aislados de E.coli con patrón fenotípico compatible con la producción de AmpC entre junio de 2010 y noviembre de 2011. El objetivo de este estudio fue conocer la prevalencia de aislados productores de AmpC, identificar los genes blaAmpC adquiridos, así como las mutaciones involucradas en la hiperproducción del gen blaAmpC cromosómico, además de conocer la estructura de la población y sus resistencias asociadas. De un total de 240 cepas analizadas, el 75% eran portadoras de AmpCa, siendo CMY-2 el enzima mayoritario, seguido de DHA-1. El 25% restante resultaron ser hiperproductoras de su AmpCc, cuyo principal mecanismo fue la presencia de mutaciones que daban lugar a un promotor alternativo desplazado. Ello provocaba un incremento medio de la expresión del gen ampC de 72,5. También se encontraron otros dos patrones de mutaciones que originaban modificaciones en la región espaciadora del promotor o alteraciones en el atenuador, con incrementos medios de la expresión de 19,9 y 5,8, respectivamente. El análisis de los grupos filogenéticos permitió conocer la estructura de la población estudiada. Se observó que un 60% de los aislados con AmpCa pertenecían a los grupos filogenéticos B2, D, E o F. Un 82% de los aislados hiperproductores con un promotor desplazado pertenecían a los grupos A, B1 o C. Todos los aislados con la región atenuadora modificada y un 67% de los aislados con la región espaciadora modificada pertenecían a los grupos B2, D, E o F. De la misma manera que ocurre con las cepas portadoras de BLEE, los plásmidos que vehiculan los genes blaAmpC suelen contener otros genes que confieren resistencia a otras familias de antibióticos. El estudio de la sensibilidad mostró tasas de resistencia a ácido nalidíxico, estreptomicina, ciprofloxacino y cotrimoxazol de 79%, 62%, 57,5% y 44%, respectivamente. Se observó que el 30% y 11% de los aislados con AmpCa y AmpCc, respectivamente, eran portadores de determinantes PMQR (plasmid-mediated quinolone resistance). Entre los PMQR detectados en aislados con AmpCa el mayoritario fue qnrB4, siempre en cepas portadoras de blaDHA-1, seguido de aac(6’)-Ib-cr. En aislados hiperproductores de AmpCc el PMQR mayoritario fue aac(6’)-Ib-cr. El continuo aumento de la prevalencia de estos enzimas se debe principalmente a la diseminación de los genes blaAmpC por transferencia horizontal. En los plásmidos analizados IncI1 e IncF fueron los replicones mayoritarios asociados a blaCMY-2 y blaDHA-1, respectivamente. El análisis de la estructura poblacional de los plásmidos mediante pMLST determinó que existía una gran variabilidad genética entre ellos. IncI1/ST12 fue la secuencia tipo mayoritaria. También se encontraron IncI1/ST26, IncI1/ST55, IncI1/ST94 e IncI1/ST134, siendo este último descrito por primera vez en este estudio. De los plásmidos incluidos en el grupo IncF, cada uno correspondía a una secuencia tipo diferente. / Escherichia coli has a chromosomal blaAmpC gene that is expressed constitutively at low level due to the presence of a weak promoter and an attenuator. Under these conditions, this gene does not confer resistance to beta-lactams. However, this chromosomal gene may be overproduced due to mutations in the promoter/attenuator region (cAmpC). Additionally, E. coli may also acquire blaAmpC genes (aAmpC), namely CMY, DHA, ACC, FOX, MOX, ACT, MIR, LAT and CFE. Both mechanisms (cAmpC and aAmpC) confer resistance to penicillins, cephalosporins, cephamycins and aztreonam. In contrast to the range of phenotypic methods available for extended-spectrum beta-lactamases (ESBLs), no standardized methods are available to detect AmpC beta-lactamases. There is a paucity of reports on the epidemiology and clinical features associated with infections caused by AmpC-producing E. coli. Furthermore, these isolates frequently present co-resistance to other families of antibiotics, converting treatment of these infections into a clinical challenge. A multicentric study was performed to analyse E. coli isolates with a resistance pattern compatible with the production of AmpC. Isolates were obtained from Consorci Sanitari de Terrassa, Hospital Universitario Mútua de Terrassa and Hospital de la Santa Creu i Sant Pau (Barcelona, Spain) between June 2010 and November 2011. The aims of this study were: 1) to determine the prevalence of AmpC-producing E. coli isolates; 2), to identify acquired blaAmpC genes and the mutations involved in the overproduction of the chromosomal blaAmpC gene; and 3) to describe the population structure and patterns of resistance. A total of 240 strains were analysed. Of these, 75% were aAmpC-carriers and the remaining were cAmpC-overproducers. CMY-2 was the predominant enzyme, followed by DHA-1. Most cAmpC-overproducers had mutations that yielded an alternate displaced promoter and caused an increase of blaAmpC expression (average increase of expression 72.5). Two other different mutational patterns were found: a modified spacer region in the promoter and a modified attenuator (the average increase of expression was 19.9 and 5.8, respectively). Analysis of the phylogenetic groups allowed to gain knowledge of the population structure. Of all aAmpC isolates, 60% belonged to the phylogenetic groups B2, D, E and F. Among cAmpC overproducers, 82% of the isolates bearing a displaced promoter belonged to groups A, B1 and C. All the isolates with modified attenuator regions and 67% of the isolates with modified spacer regions belonged to groups B2, D, E and F. As it happens in ESBL-carrying strains, the plasmids carrying blaAmpC genes may also carry other genes, conferring resistance to other families of antibiotics. In the present study, the percentage of resistance to nalidixic acid, streptomycin, ciprofloxacin and trimethoprim-sulfamethoxazole was 79%, 62%, 57.5% and 44%, respectively. Plasmid-mediated quinolone resistance determinants (PMQR) were detected in 30% of the aAmpC isolates and 11% of the cAmpC isolates. Among aAmpC isolates, the most predominant PMQR was qnrB4 (always in blaDHA-1 carriers), followed by aac(6’)-Ib-cr. Among cAmpC isolates, the predominant PMQR was aac(6’)-Ib-cr. The increase in the prevalence of these enzymes is due to the spread of genes through horizontal transfer. The analysis of plasmids showed that IncI1 and IncF were the main replicons involved. IncI1 and IncF were related to blaCMY-2 and blaDHA-1, respectively. The pMLST analysis of plasmids revealed a large genetic variability. IncI1/ST12 was the predominant sequence type. Other sequence types belonging to the same incompatibility group were IncI1/ST26, IncI1/ST55, IncI1/ST94 and IncI1/ST134, the latter being first described in this study. Regarding IncF, each plasmid corresponded to a different sequence type.