Abstract: In this thesis we investigate the emergence of new phenomena in multigap superconductors and multicomponent Ginzburg-Landau theories in the presence of intraband and cross-band pairing. The first part contains a review of emergent phenomena in superconductors with only intraband pairing, in particular the mechanism behind gap resonances which are accompanied by Higgs and Leggett modes. Then we study the gap resonances induced by two-dimensional quantum confinement and describe its spatial profile using the Bogoliubov-de Gennes equations. In the second part we describe the conditions where the cross-band pair formation is feasible. Using the formalism of Green functions we obtain the equations governing the interplay between intraband and cross-band pairing. Also, we derived the Ginzburg-Landau equations considering both intraband and cross-band pairing. Finally, we describe the crossover between the intraband-dominated and crossband-dominated regimes. These two are delimited by a tendency towards a gapless state. When a magnetic field is applied close to the gapless state, we found new arrangements of vortices like square lattices, stripes, labyrinths or of vortex clusters. The experimental signatures and consequences of crosspairing are discussed for MgB2 and Ba0.6K0.4Fe2As2.

Abstract: Het gebruik van plasmon-actieve nanodeeltjes heeft de laatste 10 jaar zeer veel interesse gewekt bij onderzoekers in verschillende toepassingsdomeinen zoals fotokatalyse of oppervlakte versterkte Raman spectroscopie. Er is echter een grote limiterende factor bij het gebruik van edelmetaal nanodeeltjes zoals goud en zilver en dat is de stabiliteit. Deze oxideren en aggregeren snel, zeker in oxidatieve omgeving zoals in lucht. Een interessante aanpak om plasmon-actieve nanodeeltjes te stabiliseren, is om ze te omgeven in een schil, met andere woorden om een kern-schil nanodeeltje te vormen. Er zijn een heel aantal verschillende manieren waarop kern-schil nanodeeltjes gesynthetiseerd kunnen worden. In eerste instantie werden metaal nanodeeltjes omgeven door een (dunne) TiO2 laag. Afhankelijk van de hoeveelheid TiO2 precursor kon de dikte van de laag gecontroleerd worden tot enkele nanometers dik. De stalen werden getest voor de fotokatalytische afbraak van een vaste laag stearinezuur waarbij toevoeging van 2 wt% metaal@TiO2 op P25 leidde tot een significante verbetering in afbraakefficiëntie in vergelijking met zuiver P25. Een andere manier voor het stabiliseren van metaal nanodeeltjes is door ze te omgeven met een polymeerschil. Op deze manier kon de laagdikte gecontroleerd worden met sub-nanometer controle wat een zeer belangrijke factor is voor de hoeveelheid near-field versterking dat buiten de polymeer schil kan gaan. Een XTT test werd uitgevoerd om te bepalen wat de zuurstofactivatie snelheid was van goud en zilver (en goud-zilver bimetallische) nanodeeltjes, al dan niet omgeven door een (niet-)geleidende polymeer laag. Wanneer de stalen gecoat werden met vier niet-geleidende polymeerlagen zakte de zuurstofactivatie nagenoeg tot nul. Aan de andere kant, als goud nanodeeltjes werden omgeven door een geleidende schil was er nog steeds zuurstofactivatie, hoewel lager dan in het geval van goud zonder laag. Het laatste deel van deze thesis focuste meer op mogelijke toepassingen in luchtzuivering. In dit werk werd een glazen buis, gecoat aan de binnenkant met (Ag@polymer gemodificeerd) TiO2, als een spiraal rond een UVA lamp gewikkeld. De geoptimaliseerde spiraalreactor werd dan vergeleken met een conventionele cilindervormige fotoreactor, met dezelfde dimensies en totale katalysatorbelading, over een grote range aan experimentele condities. Uit de resultaten bleek dat de spiraalreactor significant betere afbraakefficiënties vertoonde in vergelijking met de conventionele cilindervormige reactor over een grote range aan debieten. Een adsorptiestap in combinatie met de geoptimaliseerde spiraalreactor zou kunnen leiden tot een zeer krachtige luchtzuiveringstechnologie.

Abstract: ​In this thesis, microalga Dunaliella salina is highlighted as a novel source of protein to sustain the human needs. As demonstrated in this thesis, the biochemical composition of D. salina is not fixed, and can be substantially influenced by internal and external conditions. In order to comply with the human requirement of protein, various important factors affecting the protein quantity and quality of D. salina have been evaluated in this thesis for an optimized production strategy. All tested parameters, namely salinity, pH, light regimes (continuous light and light/dark cycle), light intensity, nutrient levels and growth phases can contribute to significant variations of protein content and essential amino acid (EAA) level in D. salina. Ultimately, D. salina is capable of producing high amount of superior quality protein, complying with the FAO reference for human consumption. Even better, such protein of superior quality can be accompanied by unique β-carotene accumulation in D. salina, a pigment with anti-oxidant pro-vitamin A effect. In the end, according to the techno-economic analysis (TEA), it is economically feasible to produce D. salina biomass for human nutrition.