Abstract: The zirconium/hafnium ratios of zircons are determined using proton induced X-ray emission. Submilligram samples, imbedded in a starch layer and deposited on a 50 μg/cm2 polystyrene carrier, are irradiated for 1020 min with a 5 nA beam of 3.7 MeV protons, while the Hf-Lβ and Zr-Kα X-rays are counted with a Si(Li) detector. The standard deviation per analysis is in the 36 % range. Only few interferences are possible. To eliminate errors due to absorption effects the zircon layer thickness should be above 40 μm or reproducibly thin samples should be employed. Measuring the Hf-Lβ/Hf-Lα ratio for samples and standards might provide a practical check for the absence of absorption errors. The sensitivity is so favourable that, in practice, the minimal sample size is only limited by the minimal amount that can be handled properly.

Abstract: In this article, results using confocal µ-Raman to analyse the cross-section of paint samples are presented. Results obtained with light microscopy, scanning electron microscopy (SEM) combined with an energy dispersive X-ray analysis (EDX) and micro-X-ray fluorescence (µ-XRF) are mentioned and compared to the ones obtained with confocal (MRS). In some cases, pigment identification was possible only by combining analytical results from different techniques. The samples were drawn from five paintings belonging to the Academy of Fine Arts of Antwerp, which are part of a collection of 34 paintings made by students from the Academy between 1819 and 1920. Since, on the one hand, the painting techniques and materials, especially pigments, used in this period are still not completely known, and on the other hand, this collection constitutes a very important and reliable resource of information, these paintings were chosen for a systematic investigation. They represent the evolution of painting in Belgium over approximately a century.

Abstract: Historical glass, especially non-durable medieval glass, can undergo corrosion. This sometimes results in the formation of dark-coloured manganese-rich inclusions that reduce the transparency of the glass. While unaltered bulk glass contains manganese mainly present in the +II valence state, inside the inclusions Mn is present in higher valence states (+III to +IV). Two different strategies may be considered by conservators when aiming to improve the transparency. One is based on the reduction of highly oxidised black/brown compounds using mildly reducing solutions, while the other focuses more on the extraction of manganese from the inclusions by the application of chelating agents. In this paper, a method for quantitative mapping of the Mn speciation inside partially corroded historical windowpanes based on X-Ray Absorption Near-Edge Structure (XANES) spectroscopy is discussed. The calibration of such Mn valence state maps based on the combo method, a fairly reliable way to determine the oxidation state, is described in more detail. This method is used to evaluate the effect of reducing treatments on historical glass, dated to the 14th century and originating from Sidney Sussex College (Cambridge, UK), suffering from Mn browning. Glasses were examined by means of Synchrotron Radiation (SR) based microscopic X-Ray Absorption Near-Edge Structure (mXANES) spectroscopy and microscopic X-Ray Fluorescence (mXRF). X-Ray elemental distribution maps of glass cross-sections are recorded at different energies, while Mn K-edge spectra are used to convert these into Mn valence state (VS) maps. Such valence state maps will allow evaluation of a reducing treatment.

Abstract: The growing concern for the increase of the global warming effects due to anthropogenic activities raises the challenge of finding novel technological approaches to stabilize CO2 emissions in the atmosphere and counteract impinging interconnected issues such as desertification and loss of biodiversity. Biological-CO2 mitigation, triggered through biological fixation, is considered a promising and eco-sustainable method, mostly owing to its downstream benefits that can be exploited. Microorganisms such as cyanobacteria, green algae and some autotrophic bacteria could potentially fix CO2 more efficiently than higher plants, due to their faster growth. Some examples of the potential of biological-CO2 mitigation are reported and discussed in this paper. In arid and semiarid environments, soil carbon sequestration (CO2 fixation) by cyanobacteria and biological soil crusts is considered an eco-friendly and natural process to increase soil C content and a viable pathway to soil restoration after one disturbance event. Another way for biological-CO2 mitigation intensively studied in the last few years is related to the possibility to perform carbon dioxide sequestration using microalgae, obtaining at the same time bioproducts of industrial interest. Another possibility under study is the exploitation of specific chemotrophic bacteria, such as Ralstonia eutropha (or picketii) and related organisms, for CO2 fixation coupled with the production chemicals such as polyhydroxyalkanoates (PHAs). In spite of the potential of these processes, multiple factors still have to be optimized for maximum rate of CO2 fixation by these microorganisms. The optimization of culture conditions, including the optimal concentration of CO2 in the provided gas, the use of metabolic engineering and of dual purpose systems for the treatment of wastewater and production of biofuels and high value products within a biorefinery concept, the design of photobioreactors in the case of phototrophs are some of the issues that, among others, have to be addressed and tested for cost-effective CO2 sequestration.

Abstract: In iets meer dan 30 jaar moeten we tot 50% meer eiwit produceren, terwijl onze conventionele lineaire voedselproductieketen reeds de grenzen van duurzaamheid overschrijdt. Microbieel eiwit (MP), de eiwitrijke biomassa van micro-organismen, werd onderzocht als nieuw voeder en voedselingrediënt in een circulaire eiwitproductieketen. MP-productie kan gebaseerd zijn op primaire grondstoffen om zo de inefficiënte stappen in de huidige eiwitproductie over te slaan, of de productie kan gebaseerd zijn op secundaire grondstoffen afkomstig van de verliezen in de conventionele productieketen (bijvoorbeeld afvalwater). Zowel indirecte als directe strategiën voor nutriëntenherwinning kunnen geïdentificeerd worden. Indirecte nutriëntenherwinning werd onderzocht door struviet toe te passen als fosfor- en stikstofbron voor MP-productie. Struviet, een herwinningsproduct in de afvalwaterzuivering, bleek een hoge zuiverheidsgraad te hebben waardoor het een uitstekende selectieve barrière vormt tussen afvalstroom en MP productie. Oplossingssnelheden en MP groei-experimenten toonden aan dat struviet gemakkelijk gedoseerd kan worden in functie van de microbiële nutriëntenbehoeftes, waarnaast problemen vermeden worden gerelateerd aan de turbiditeit van nevenstromen, wat de productie van fototrofe MP mogelijk maakt. Daarnaast werd ook directe nutriëntenherwinning onderzocht. Hierbij werden de voedingswaarde en veiligheid geanalyseerd van biomassa bestaande uit aerobe heterotrofe bacteriën (AHB) afkomstig van effluentzuivering van 25 bedrijven in de voedings- en drankensector. Verder werd ook de temporele variabiliteit in kaart gebracht. Er werd een veelbelovend eiwitgehalte geobserveerd waarvan de variabiliteit aanzienlijke was. Verder werd aangetoond dat het eiwitgehalte positief gecorreleerd was met stikstofbelasting en negatief met slibverblijftijd, wat een indicatie is dat de implementatie van een geoptimaliseerd productieproces, de biomassakwaliteit gevoelig kan verhogen. Bovendien was de veiligheid als veevoeder gegarandeerd op vlak van de meeste contaminanten. In het daarop volgende hoofdstuk werd de variabiliteit in voedingswaarde en veiligheid bestudeerd van commerciële fototrofe MP (de microalgen Chlorella en Spirulina), gekweekt op primaire grondstoffen. De waargenomen variabiliteit in voedingswaarde vereist verdere optimalisatie van het productieproces. Er werd ook waargenomen dat een hoog eiwitgehalte geen hoge totale voedingswaarde impliceert, omdat de verteerbaarheid en de eiwitkwaliteit nog steeds ongunstig kunnen zijn. Op basis van gemeten contaminanten geeft een veilige consumptiedosis aan dat microalgen perfect kunnen worden geconsumeerd als volwaardige eiwitbron in plaats van als supplement, hun huidige hoofdtoepassing. In een laatste experimenteel hoofdstuk werd onderzocht hoe de variabiliteit in biomassakwaliteit van microalgen kan worden gereduceerd en hoe een stabiele, hoogwaardige biomassaproductie kan worden bekomen. De invloed van oogsttijd, operationele modus en fotoperiode werd bepaald op de productiviteit van biomassa, eiwit en essentiële aminozuren en er werden optimale productieparameters geïdentificeerd. Samengevat is MP-productie op basis van indirecte en directe nutriëntenherwinning veelbelovend. Verdere technologische ontwikkelingen en het verhogen van bewustwording en sociale acceptatie, moeten een verdere introductie van MP in de voeder- en voedingsmarkt faciliteren. Hier kan MP een belangrijke oplossing vertegenwoordigen om de exponentieel groeiende wereldbevolking op een duurzame manier te voeden.

Abstract: We used SEM/EDX and micro-Raman spectroscopy to investigate the chemical changes (both on the level of elementary and molecular composition) of mice bones when strontium is incorporated in their microstructure after being administered in the form of two salts: chloride and ranelate. Strontium accumulated mainly in vicinity of bone edges, both cortical and close to bone marrow. The distribution of other elements comprising bone samples (Ca, P, Mg, K etc.) was also determined by energy-dispersive X-ray analysis (EDX). The area adjacent to a cortical bone edge with accumulated strontium has presented modified Raman spectral profiles. Besides most of the Raman bands typical for both mineral (hydroxyapatite with carbonate substitution type B) and organic phases of a bone, we observed a Raman band at 811 cm− 1. It was detected regularly in the sample with high strontium concentration.

Abstract: We study the excitation of spin waves in scaled magnetic waveguides using the magnetoelastic effect. In uniformly magnetized systems, normal strains parallel or perpendicular to the magnetization direction do not lead to spin wave excitation since the magnetoelastic torque is zero. Using micromagnetic simulations, we show that the nonuniformity of the magnetization in submicron waveguides due to the effect of the demagnetizing field leads to the excitation of spin waves for oscillating normal strains both parallel and perpendicular to the magnetization. The excitation by biaxial normal in-plane strain was found to be much more efficient than that by uniaxial normal out-of-plane strain. For narrow waveguides with a width of 200 nm, the excitation efficiency of biaxial normal in-plane strain was comparable to that of shear strain. Published by AIP Publishing.