Projets novateurs réalisés

Comment le virus XMRV surmonte la restriction du système immunitaire de l’hôte

Développement de la classification des régimes de petites associations

Les adénovirus non humains comme véhicules de livraison de vaccins

Les maladies infectieuses demeurent la principale cause de décès et de pertes économiques chez les animaux et les humains. Une façon de réduire cela est la vaccination. Des approches uniques et sophistiquées basées sur la biotechnologie sont nécessaires pour produire des vaccins sûrs, rentables et hautement efficaces. Les bénéfices potentiels de ces vaccins pourraient inclure l’induction d’une immunité durable, la capacité d’immuniser les nouveau-nés et l’induction d’un large éventail de réponses immunitaires. Une façon d’y parvenir est de développer un gène viral vivant vectorisé
Vaccins supprimés. Nous avons choisi de développer des adénovirus non humains (adénovirus bovin [BAdV-]-3; adénovirus porcin [PAdV]-3) comme vecteurs de vaccination des animaux et des humains. Utilisant diverses approches génomiques et protéomiques, la recherche en laboratoire comprend des projets tant sur la biologie des adénovirus que sur le développement et l’utilisation d’adénovirus non humains comme vecteurs.
La norme scientifique et son application offrent une excellente occasion de formation aux méthodes modernes de biotechnologie, incluant la technologie de l’ADN recombinant, la biologie cellulaire, l’expression génique et la virologie moléculaire. Le candidat pourra élargir ses connaissances de base et acquérir une expérience pratique en biologie moléculaire / virologie appliquée à la compréhension de la biologie de l’adénovirus, du vectoriel viral vivant et du développement de vaccins. Il/elle travaillera étroitement avec moi et les autres membres (post
doctorants, étudiants diplômés et techniciens) de mon laboratoire à l’Organisation des vaccins et des maladies infectieuses (VIDO), Université de la Saskatchewan, sur le projet spécifique identifié. Il/elle aura la responsabilité de la conception expérimentale et de l’exécution du projet de recherche spécifique. En tant que membre du groupe, il/elle fera son rapport et demandera de l’aide au groupe au besoin. Cependant, il/elle aura accès, au besoin, aux conseils et à l’aide d’un grand groupe de scientifiques ayant une grande expérience.
Les connaissances multidisciplinaires de EDO (virologie, immunologie, vaccinologie, pathogenomique) sont facilement accessibles à tous les stagiaires, ce qui offre un excellent environnement de formation et leur enseigne les valeurs de la collaboration dans la science contemporaine. De plus, cela les expose aussi à l’importance des brevets, de la commercialisation, de la confidentialité, de la planification de la recherche ainsi que de la mise en place et de l’atteinte des jalons.

Gazéification de la fibre de coque de canola

Une assistance ou du mentorat sera offerte à l’étudiant dans chaque activité présentée ci-dessous. L’élève participera à une variété d’activités. Le début du travail commencera par une revue détaillée de la littérature sur la gazéification par biomasse afin d’acquérir une connaissance approfondie du sujet, suivie d’une présentation sur la revue de la littérature et le plan de recherche. Le processus mis en place sera modifié selon le plan expérimental et les besoins. La matière première sera obtenue auprès du fournisseur local, puis broyée, broyée et tamisée en trois tailles différentes. Des essais seront effectués pour se familiariser avec le système. Le chromatographe en phase gazeuse sera recalibré pour vérifier la performance. L’étudiant effectuera une analyse élémentaire et acquerra des connaissances sur le fonctionnement de l’analyseur élémentaire et l’interprétation des données. Les normes ASTM seront sélectionnées pour effectuer une analyse de proximité par l’étudiant.  L’étudiant réalisera des expériences de gazéification dans différentes conditions de procédé. L’étudiant analysera aussi les produits gazeux pour chaque passage et effectuera des analyses en traçant des graphiques dans différentes conditions. À la fin de toutes les expériences prévues, les résultats seront résumés sous forme de rapport ou de manuscrit.

Utilisation des valeurs d’érosion mesurées pour évaluer l’érosion sous les ponceaux

La pratique actuelle consiste à estimer la résistance à l’érosion du sol en attribuant le sol du site à des catégories larges du matériau telles que « argile rigide » ou « sable meuble » et en trouvant la résistance à l’érosion à partir d’une plage de ces paramètres pour ces catégories de sols données dans un tableau.  Cependant, les valeurs données dans ces tableaux peuvent être très différentes de celles mesurées de la résistance à l’érosion.  L’objectif du projet de recherche décrit ici est d’intégrer de nouvelles techniques pour déterminer la résistance à l’érosion des sols dans la conception de la protection contre l’érosion aux ponceaux.  L’objectif est d’améliorer la fiabilité de la protection contre l’érosion aux ponceaux et de réduire les coûts de construction en capital en mieux déterminant les besoins en matière de pose d’enrochement

Électronique de puissance avancée pour applications photovoltaïques

L’énergie solaire est depuis longtemps reconnue comme l’une des formes d’énergie propre les plus abondantes. D’innombrables efforts de recherche à travers le monde contribuent à la baisse constante du coût de l’énergie photovoltaïque, avec la promesse d’atteindre la parité du réseau dans un avenir proche. C’est un objectif complexe, car le prix des sources d’énergie conventionnelles est constamment en évolution et dépend fortement des subventions gouvernementales. Le niveau de pénétration de l’énergie solaire augmente rapidement dans la plupart des pays développés grâce aux incitatifs gouvernementaux et aux avancées technologiques multidisciplinaires. La croissance exponentielle de la technologie photovoltaïque offre d’énormes opportunités pour toutes les entreprises de la chaîne d’approvisionnement des semi-conducteurs, allant des dispositifs d’alimentation discrets aux circuits intégrés de contrôle de signaux mixtes. Ce projet se concentre sur la technologie de pointe en conversion d’énergie photovoltaïque (PV), tandis que l’accent principal porte sur les circuits électroniques de puissance, les contrôleurs et les dispositifs utilisés pour maximiser l’énergie récupérée et interfacer les systèmes PV au réseau électrique. De petits réseaux photovoltaïques de 2 à 10 kW sont de plus en plus déployés sur les toits résidentiels en milieu urbain. Ces applications présentent un ensemble unique de défis économiques et technologiques qui seront explorés dans ce projet.

Quantifier les bénéfices concrets de la DMPPT demeure un défi; Cependant, les premiers résultats sont très prometteurs. Ce projet portera sur de nouvelles topologies et systèmes de contrôle pour la DMPPT dans les applications photovoltaïques. De nouvelles topologies et schémas de contrôle seront développés pour maximiser l’efficacité des systèmes photovoltaïques. Le projet implique un important composant expérimental utilisant un système photovoltaïque sur toit.
L’étudiant travaillera dans les laboratoires ultramodernes d’électronique de puissance du Département de génie électrique et informatique, aux côtés d’un groupe talentueux d’étudiants aux cycles supérieurs et de premier cycle. L’étudiant travaillera en étroite collaboration avec d’autres chercheurs pour développer de nouveaux convertisseurs électroniques de puissance pour les systèmes photovoltaïques DMPPT. Les nouveaux circuits électroniques de puissance seront
testé sur le nouveau système photovoltaïque reconfigurable de 5 kW sur le toit de l’UofT. Ce projet exigeant impliquera des simulations au niveau des circuits et des systèmes, l’analyse thermique, la conception de circuits imprimés, la recherche de composants électroniques, les tests et l’analyse des données.

Transistor à effet de champ de film nanoparticulaire guidé électrochimiquement : études fondamentales de transport de charge (partie 1) et applications de stockage d’énergie (partie 2)

Nanomatériaux pour l’énergie propre

Transport thermique hiérarchique dans les dispositifs électroniques : modélisation à l’échelle nanométrique et au niveau des transistors

Les relations physiques conventionnelles basées sur le continu qui décrivent l’écoulement de chaleur et de fluide dans les matériaux en vrac, comme les équations de Navier-Stokes et Fourier, se décomposent à l’échelle du sous-continu. L’échec de ces relations, ainsi que la tendance actuelle à la miniaturisation des dispositifs artificiels et à l’utilisation généralisée des systèmes nanostructurés, incitent au développement de nouvelles techniques computationnelles capables de modéliser des phénomènes physiques de sous-continuums. Ce projet étudie spécifiquement la modélisation du transport thermique dans les systèmes nanostructurés.
Le projet proposé fait partie d’une collaboration continue avec un partenaire industriel (Advanced Micro Devices, AMD Inc.) et des collaborateurs universitaires de l’Université du Texas à Arlington et de l’Université d’État de New York à Binghamton. L’objectif global du projet est de fournir un cadre computationnel pour la prédiction du transport thermique dans les dispositifs électroniques qui intègre hiérarchiquement des modèles basés sur la physique à différentes longueurs, allant de nano à macro.

L’étudiant de Globalink travaillera sur la modélisation au niveau des transistors. La structure tridimensionnelle du transistor est reconstruite à partir de la technologie utilisée dans les dispositifs AMD actuels à l’aide d’un logiciel CAO. Le modèle comprend des interconnexions de porte, de drain, de source et métalliques du transistor. La géométrie reconstruite sera ensuite importée dans un logiciel de transfert de chaleur computationnel, par exemple ANSYS, et la distribution de température à l’intérieur des composants du transistor est calculée selon différentes conditions aux limites et diverses conditions de fonctionnement. En utilisant ces données de simulation, nous développons un modèle compact pour la température moyenne d’un transistor en fonction des températures moyennes des transistors voisins et des conditions de travail. Ce modèle compact pour un seul transistor sera utilisé pour modéliser le niveau suivant à l’échelle de longueur dans la hiérarchie, qui est le niveau de bloc fonctionnel. Une fois le transport thermique atteint au niveau du bloc fonctionnel, des algorithmes d’optimisation sont appliqués pour trouver le positionnement optimal de ces blocs fonctionnels à la surface du coin.

Modélisation adaptative multi-échelle et méthodes numériques pour les écoulements réactifs

L’étudiant de Globalink participera au projet en cours décrit ci-dessus, dans lequel Rolls-Royce Canada est le partenaire industriel.  L’objectif ou le rôle spécifique de l’étudiant Globalink impliquera l’étude et l’évaluation de différents modèles à l’échelle des sous-filtres pour représenter les interactions turbulence-chimie non résolues dans la simulation de grands tourbillons (LES) de coulées turbulentes en combustion prémixées, partiellement prémixées et non prémélangées.  Plusieurs modèles à l’échelle des sous-filtres seront évalués en comparant des prédictions numériques avec des données expérimentales pour un certain nombre de flammes turbulentes à l’échelle du laboratoire.  L’étudiant participera au développement, à la mise en œuvre et à l’évaluation des modèles de combustion du LES.

Algorithmes d’allocation dynamique des ressources pour les réseaux radio cognitifs

Les réseaux radio cognitifs sont fondamentalement différents des réseaux cellulaires traditionnels parce que plusieurs fournisseurs de services concurrents coexistent simultanément dans le même spectre sans fil. Les fournisseurs de services peuvent augmenter considérablement la capacité du réseau en déployant des algorithmes d’allocation dynamique des ressources robustes à des environnements variables dans le temps et incertains ainsi qu’aux actions d’autres entités possiblement égoïstes. Le projet proposé développera des algorithmes prouvément bons pour la sélection des utilisateurs ainsi que pour l’allocation de puissance et de débit, qui pourront être mis en œuvre par les fournisseurs de services dans les réseaux radio cognitifs de prochaine génération.

Le projet proposé offre une expérience de première main pour comprendre les théories mathématiques sous-jacentes au succès des systèmes de communication sans fil. En particulier, des concepts issus de la théorie de l’information multi-utilisateurs seront utilisés pour développer les métriques de performance à optimiser, tandis que les concepts de la théorie des jeux serviront à modéliser l’égoïsme des fournisseurs de services concurrents. De plus, des techniques d’analyse de convergence des algorithmes itératifs seront également étudiées. La littérature de pointe est loin d’offrir une compréhension complète des bons algorithmes d’allocation des ressources. Le projet proposé examinera une généralisation importante de ces œuvres, où chaque émetteur a l’intention de diffuser ou d’unidiffuser plusieurs flux d’information à plusieurs destinataires. Le projet proposé étudiera les politiques itératives et distribuées de sélection conjointe des utilisateurs et d’allocation d’énergie qui atteignent les points d’équilibre de ce jeu hybride.

L’étudiant sera impliqué dans tous les aspects de ce projet, y compris la revue de littérature, la formulation de problèmes, ainsi que le développement et l’analyse d’algorithmes. Il/elle apprendra la modélisation théorique et l’analyse des réseaux sans fil et concevra des solutions d’ingénierie pratiques basées sur ces connaissances

Étude des propriétés d’une nanoparticule unique par microscopie à sonde à balayage et spectroscopie Raman

Ce travail est conçu pour que les étudiants puissent participer à l’ensemble du projet, apprenant une grande variété de sujets, allant de la fabrication de nanoparticules à leur purification et caractérisation, avec des techniques standard, puis lors d’expériences de microscopie à sonde à balayage et de spectroscopie. Cependant, selon ses intérêts, la concentration du travail peut être davantage d’un côté que de l’autre. Le projet est facilité par l’organisation du groupe, où des scientifiques chevronnés travaillent sur divers aspects, qui fourniront la formation nécessaire sur divers équipements et techniques, et peuvent guider les étudiants dans leur projet au besoin. Bien que plusieurs personnes puissent travailler ensemble sur le projet global, l’étudiant aura la responsabilité d’un domaine spécifique, parmi lequel il pourra choisir parmi les suivantes : nanoparticules magnétiques, oxydes de métaux de transition aux propriétés conductrices intéressantes, nanoparticules avec potentiel de photocatalyse et émetteurs de lumière potentiels. En plus du travail expérimental, l’étudiant apprendra des questions fondamentales concernant les propriétés des matériaux à l’échelle nanométrique. L’étudiant interagira également avec des entreprises intéressées par les nanomatériaux, dont Vive Nano et Lunanos, et sera exposé aux opportunités d’entrepreneuriat axé sur la technologie.