The structure of RuO(2)(110) and the mechanism for catalytic carbon monoxide oxidation on this surface were studied by low-energy electron diffraction, scanning tunneling microscopy, and density-functional calculations. The RuO(2)(110) surface exposes bridging oxygen atoms and ruthenium atoms not capped by oxygen. The latter act as coordinatively unsaturated sites-a hypothesis introduced long ago to account for the catalytic activity of oxide surfaces-onto which carbon monoxide can chemisorb and from where it can react with neighboring lattice-oxygen to carbon dioxide. Under steady-state conditions, the consumed lattice-oxygen is continuously restored by oxygen uptake from the gas phase. The results provide atomic-scale verification of a general mechanism originally proposed by Mars and van Krevelen in 1954 and are likely to be of general relevance for the mechanism of catalytic reactions at oxide surfaces.

The diffraction of electromagnetic waves for light focused by a high numerical aperture lens from a first material into a second material is treated. The second material has a different refractive index from that of the first material and introduces spherical aberration. We solve the diffraction problem for the case of a planar interface between two isotropic and homogeneous materials with this interface perpendicular to the optical axis. The solution is obtained in a rigorous mathematical manner, and it satisfies the homogeneous wave equation. The electric and magnetic strength vectors are determined in the second material. The solution is in a simple form that can be readily used for numerical computation. A physical interpretation of the results is given, and the paraxial approximation of the solution is derived.

The well-ordered aluminum oxide film formed by oxidation of the NiAl(110) surface is the most intensely studied metal surface oxide, but its structure was previously unknown. We determined the structure by extensive ab initio modeling and scanning tunneling microscopy experiments. Because the topmost aluminum atoms are pyramidally and tetrahedrally coordinated, the surface is different from all Al2O3 bulk phases. The film is a wide-gap insulator, although the overall stoichiometry of the film is not Al2O3 but Al10O13. We propose that the same building blocks can be found on the surfaces of bulk oxides, such as the reduced corundum (0001) surface.

During the past decade simulation has become standard in most surgical training programs, but objective evaluation of the performance has been a challenge. The optimal components of open surgery's simulation have also been questioned. The goal of this study was to evaluate the benefit of adding a hands-on exercise prior to a formal vascular training course. The participants' performance was objectively evaluated using Computional Fluid Dynamics (CFD) assessment of vascular anastomoses.

Phalangeal fractures are common, particularly in younger patients, leading to a large economic burden due to higher incident rates among patients of working age. In traumatic cases where the fracture may be unstable, plate fixation has grown in popularity due to its greater construct rigidity. However, these metal plates have increased reoperation rates due to inflammation of the surrounding soft tissue. To overcome these challenges, a novel osteosynthesis platform, AdhFix, has been developed. This method uses a light-curable polymer that can be shaped in situ around traditional metal screws to create a plate-like structure that has been shown to not induce soft tissue adhesions. However, to effectively evaluate any novel osteosynthesis device, the biomechanical environment must first be understood. In this study, the internal loads in a phalangeal plate osteosynthesis were measured under simulated rehabilitation exercises. In a human hand cadaver study, a plastic plate with known biomechanical properties was used to fix a 3 mm osteotomy and each finger was fully flexed to mimic traditional rehabilitation exercises. The displacements of the bone fragments were tracked with a stereographic camera system and coupled with specimen specific finite element (FE) models to calculate the internal loads in the osteosynthesis. Following this, AdhFix patches were created and monotonically tested under similar conditions to determine survival of the novel technique. The internal bending moment in the osteosynthesis was 6.78 ± 1.62 Nmm and none of the AdhFix patches failed under the monotonic rehabilitation exercises. This study demonstrates a method to calculate the internal loads on an osteosynthesis device during non-load bearing exercises and that the novel AdhFix solution did not fail under traditional rehabilitation protocols in this controlled setting. Further studies are required prior to clinical application.

: Osteoporosis renders the use of traditional interbody cages potentially dangerous given the high risk of damage in the bone-implant interface. Instead, injected cement spacers can be applied as interbody devices; however, this technique has been mainly used in cervical spine surgery. This study aimed at investigating the biomechanical behavior of cement spacers versus traditional cages in lumbar spine surgery.

Abstract Bone fracture healing is a complex physiological process influenced by biomechanical and biomolecular factors. Mechanical stability is crucial for successful healing, and disruptions can lead to delayed healing or nonunion. Bone commonly heals itself through secondary fracture healing, which is governed by the mechanical strain at the fracture site. To investigate these phenomena, a validated methodology for capturing the mechanoregulatory process in specimen‐specific models of fracture healing could provide insight into the healing process. This study implemented a prognostic healing simulation framework to predict healing trajectories based on mechanical stimuli. Sixteen sheep were subjected to a 3 mm transverse tibial mid‐shaft osteotomy, stabilized with a custom plate, and equipped with displacement transducer sensors to measure interfragmentary motion over 8 weeks. Computed tomography scans were used to create specimen‐specific bone geometries for finite element analysis. Virtual mechanical testing was performed iteratively to calculate strains in the callus region, which guided tissue differentiation and consequently, healing. The predicted healing outcomes were compared to continuous in vivo sensor data, providing a unique validation data set. Healing times derived from the in vivo sensor and in silico sensor showed no significant differences, suggesting the potential for these predictive models to inform clinical assessments and improve nonunion risk evaluations. This study represents a crucial step towards establishing trustworthy computational models of bone healing and translating these to the preclinical and clinical setting, enhancing our understanding of fracture healing mechanisms. Clinical significance: Prognostic bone fracture healing simulation could assist in non‐union diagnosis and prediction.