Metallic nanoparticles (NPs) are exploited for their ability to interact with organic compounds and to increase significantly the fluorescence intensity and the photostability of many fluorescent dye molecules. Metal enhanced fluorescence (MEF) is therefore widely investigated for biosensing applications. When used in immunoassays, silver island films (SIFs) could augment the fluorescence intensity of fluorescein by a factor of seventeen; SIFs were also able to double or triple the emission intensity of cyanine dyes which are commonly used in (deoxyribonucleic acid) DNA microarrays. The emission intensity of indocyanine green — widely used as a contrast agent in medical imaging — was about twenty times higher in the proximity of SIFs. This enhancement phenomenon — due to the surface plasmon polaritons associated with the metallic NPs — can be explained by energy transfer from the metal NPs to the fluorescent dye molecules or by a modified local electromagnetic field experienced by the fluorophores in the vicinity of metal surfaces. Our research focused on the optical characterization of colloidal gold-silver alloy NPs containing different ratios of gold and silver (Au_1.00-Ag_0.00, Au_0.75-Ag_0.25, Au_0.50-Ag_0.50, and Au_0.25-Ag_0.75), as well as their interaction with three fluorophores: rose bengal, rhodamine B, and fluorescein sodium. Depending upon the dye quantum yield and its concentration in solution, enhancement or quenching of fluorescence was obtained. Thus, a three to five times increase in fluorescence intensity was observed in a 2.0 mM solution of rose bengal with all nanoalloys, a slight enhancement of fluorescence (1.2 – 1.6 times) was noticed in a 0.13 mM solution of rhodamine B with all four types of NPs, and fluorescence quenching occurred in all the fluorescein-NP solutions regardless of the dye concentration. / Master of Science

Yes / Bezier curves and surfaces are two very useful tools in Geometric Modeling, with many applications. In this paper, we will offer a new method to provide approximations of regular curves and surfaces by Bezier ones, with the corresponding examples.

Depuis la préhistoire, plusieurs matériaux ont été utilisés pour fabriquer des instruments et des appareils de santé. Au cours des dernières décennies, avec l’apparition du terme « biomatériau », les matériaux ont été conçus pour contrôler des réactions biologiques spécifiques, pour augmenter la durée de vie des biodispositifs et la qualité de vie des patients dans le monde. Cependant, indépendamment de la nature du matériau, ou au sens strict du biomatériau, et de la fonction remplie, ils sont susceptibles aux phénomènes de surface causés par son environnement. Certains phénomènes intéressants incluent l’action des protéines, des électrolytes et des cellules sur les surfaces métalliques. Ces interactions peuvent entraîner le développement de complications telles que la formation de thrombus, la corrosion et la calcification, qui affecteront le fonctionnement des dispositifs, et la contamination bactérienne qui peut transformer la surface en vecteur de propagation de maladies. Des recherches ont exploité des stratégies de modification de surface pour minimiser ou éviter ces complications. Ces approches demandent du temps et des efforts pour développer une surface efficace pour chaque cas. Sur cette base, l’objectif principal de ce travail était de concevoir et de développer des revêtements à base de chitosane à utiliser dans le revêtement de surfaces métalliques et de dispositifs utilisés dans le système de santé et de modifier ces surfaces pour moduler la réponse biologique. Pour atteindre cet objectif, le projet de recherche a été divisé en trois parties. La première était le greffage du chitosane utilisant de la dopamine comme ancre. La deuxième était le développement d’un greffage original en une étape remplaçant la dopamine par l’acide caféique. La dernière était la modification du revêtement de chitosane pour moduler la réponse biologique de la surface. À chaque étape, les surfaces revêtues ont été caractérisées par analyses biologiques et physico-chimiques. Les résultats ont démontré que la méthodologie développée produisait des revêtements de chitosane qui possédait des réponses biologiques et des performances physico-chimiques favorables et qui pouvait être modifiés pour améliorer ou conférer la propriété souhaitée. De plus, cette méthodologie permet de produire une plateforme capable d’être appliquée sur une large gamme de complications en raison de sa modulabilité. Cela représente une diminution de la consommation de temps pour créer une nouvelle surface à partir du zéro pour chaque situation. / Since prehistoric times, several materials have been used to make health instruments and devices. In recent decades, with the appearance of the term "biomaterial", materials have been designed to control specific biological reactions, to increase the lifespan of biodevices and the quality of life of patients around the world. However, regardless of the nature of the material, or in the strict sense of the biomaterial, and the function fulfilled, they are susceptible to the surface phenomena caused by its environment. These phenomena include the action of proteins, electrolytes, and cells on metal surfaces. These interactions can lead to the development of complications such as thrombus formation,corrosion, and calcification, which will affect the functioning of the devices, and bacterial contamination, which can transform the surface into a vector for the spread of disease. Researches were made on the use of surface modification strategies to minimize or avoid these complications. These approaches require time and effort to develop an effective surface for each case. On this basis, the main objective of this work was to design and develop chitosan-based coatings to coat metallic surfaces and devices used in the health care system and to modify these surfaces to modulate the biological response. To accomplish this objective, the research project was divided into three parts. The first was the grafting of chitosan using dopamine as an anchor. The second was the development of an original one step graft replacing dopamine with caffeic acid. The last was the modification of the chitosan coating to modulate the biological response of the surface. At each stage, the coated surfaces were characterized by biological and physicochemical analyzes. The results obtained showed that the developed methodology produced chitosan coatings that had favorable biological responses and physicochemical performances, and that it could be modified to improve or confer the desired property. Besides, this methodology makes it possible to produce a platform able to be applied to many complications due to its modularity. It represents a reduction in the consumption of time to create a new surface from scratch for each situation.

Published Article / The development of innovative products and their realisation by means of advanced manufacturing methods and process combinations is more becoming a key issue in international competitiveness. The industrial production is subsequently influenced ever more by the possibilities that Rapid Technologies -Rapid Modelling and Reverse Engineering, Rapid Prototyping and Tooling, Rapid Manufacturing can offer. Reverse Engineering (RE) is the process of digitising a physical object to obtain computerised data for further development as opposed to manufacturing a product from a digital model, e.g. CNC machining. This paper reflects experiences gained in the use of RE approaches for industrial applications, comparing specifically the use of tactile methods and digitising techniques based on photogrammetry principles. Process capabilities and the internal process chain are scrutinised. Practical case studies are presented and discussed with an emphasis on project lead times and dimensional accuracy obtained. Particular attention is paid to challenges related to surface recreation and manufacture of tooling for various components. The purpose of the paper is therefore to highlight the capabilities and wide range of applications for Reverse Engineering, while at the same time outlining pitfalls and limitations of this remarkable technology.

Dans le contexte de la production d’éthanol cellulosique, la cellulose doit être hydrolysée par voie chimique ou enzymatique. Dans ce procédé d’hydrolyse, la partie cristalline de la cellulose est plus difficilement fragmentable, ce qui entraîne des coûts supplémentaires dues au temps de traitement plus élevé ou à la quantité supplémentaire de produits chimiques nécessaires. Dans l’optique de réduire les coûts de l’hydrolyse tout en recherchant une voie pour valoriser la cellulose cristalline, l’idée de fabriquer des composites polymères/cellulose est attrayante. L’objectif du présent travail a donc été de valider si la cellulose microcristalline tirée d’un processus d’hydrolyse acide pourrait mener à de nouveaux matériaux composites à valeur ajoutée. Un obstacle anticipé dans le projet a été la faible adhésion de la cellulose, hydrophile et polaire, aux polymères généralement beaucoup moins polaires. Le développement de composites performants et l’atteinte de teneurs élevés en cellulose microcristalline a donc inclus, sur le plan chimique, l’objectif de comparer divers traitements de surface de la cellulose qui permettrait de pallier aux défis anticipés. La méthodologie utilisée dans ce projet a consisté à développer et optimiser un protocole de modification chimique sur de la cellulose microcristalline commerciale à l’échelle laboratoire. Les celluloses modifiées ont été soumises à une caractérisation par analyse de l’angle de contact pour caractériser l’hydrophobicité des fibres, par spectrométrie photoélectronique X pour l’analyse de la composition chimique des fibres, par granulométrie laser pour mesurer la longueur des différentes fibres et microscopie optique pour l’observation de la longueur des fibres. Toutes les techniques ont été utilisées afin de comparer les propriétés des celluloses modifiées à celles de la cellulose de référence. La cellulose de référence et les celluloses modifiées chimiquement ont ensuite été mélangées à des concentrations de 0 à 50% avec du polyéthylène de basse densité à l’état fondu en utilisant un mélangeur interne de type Brabender®. Les composites ont été caractérisés par microscopie électronique à balayage pour analyser la morphologie de mélange sur les surfaces de rupture et l’homogénéité du mélange, par des analyses rhéologiques afin d’obtenir la viscosité en fonction du cisaillement et par des essais de traction afin de déterminer leur Module de Young, leur résistance à la traction et leur élongation à la rupture. Ces caractéristiques permettent de prévoir la performance des composites dans des applications structurales.

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Various aspects of the surface chemistry of a ruthenium (1010) single crystal have been investigated under ultra-high vacuum conditions, employing the techniques of Auger Electron Spectroscopy, Low Energy Electron Diffraction, Multimass Thermal Desorption Spectroscopy, photoemission spectroscopies and work function measurements. The studies were undertaken with a view towards the applicability of ruthenium and iron-ruthenium alloys to the ammonia synthesis, though work relevant to the Fischer-Tropsch synthesis was also performed. The interactions of the gases nitrogen, hydrogen and ammonia with the clean surface were all explored. Molecular nitrogen was found to have an extremely low sticking probability of less than 10<SUP>-9</SUP> at room temperature, but surface nitrogen atoms were deposited via two separate means, using either a mixture of nitrogen ions or nitrogen atoms themselves as the impinging species. Both chemisorbed and bulk implanted states were thereby observed. Hydrogen uptake at 310 K saturated at small doses but an estimate of 256 kJ mol<SUP>-1</SUP> was made for the Ru-H bond strength from thermal desorption traces. Ammonia readily adsorbed at and above room temperature. Partial dissociation occurred at 300 K, the extent of fragmentation increasing as the crystal temperature was raised. Strong electron beam perturbations of the adlayer occurred, accelerating the rate of adsorption and resulting in the appearance of otherwise unobservable LEED patterns. The behaviour of the model promoter potassium was relatively typical of alkali metal/transition metal systems, though the anisotropic substrate potential was found to induce a series of interesting one dimensionally incoherent compressed overlayer structures. A further striking observation was the occurrence of substantial bulk dissolution of potassium following small doses at 430 K. The promoting effects of potassium on CO adsorption were investigated and interpreted interms of a recent modification of the Blyholder model, which combines indirect, through metal and direct, through space interactions. Finally, the deposition of iron on Ru(10bar 10) was studied. At 300 K the iron film grew in a metastable layer by layer mode, which rapidly rearranged on heating to either an alloy phase or a regime of 3D crystallites lying above one or two iron monolayers. Adsorption at elevated temperatures produced essentially the same results as heating layers deposited at room temperature.

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