Magnetization switching in ferromagnets by adsorbed chiral molecules without current or external magnetic field

Ferromagnets are commonly magnetized by either external magnetic fields or spin polarized currents. The manipulation of magnetization by spin-current occurs through the spin-transfer-torque effect, which is applied, for example, in modern magnetoresistive random access memory. However, the current density required for the spin-transfer torque is of the order of 1 × 106 A·cm−2, or about 1 × 1025 electrons s−1 cm−2. This relatively high current density significantly affects the devices’ structure and performance. Here we demonstrate magnetization switching of ferromagnetic thin layers that is induced solely by adsorption of chiral molecules. In this case, about 1013 electrons per cm2 are sufficient to induce magnetization reversal. The direction of the magnetization depends on the handedness of the adsorbed chiral molecules. Local magnetization switching is achieved by adsorbing a chiral self-assembled molecular monolayer on a gold-coated ferromagnetic layer with perpendicular magnetic anisotropy. These results present a simple low-power magnetization mechanism when operating at ambient conditions

Separation of enantiomers by their enantiospecific interaction with achiral magnetic substrates

It is commonly assumed that recognition and discrimination of chirality, both in nature and in artificial systems, depend solely on spatial effects. However, recent studies have suggested that charge redistribution in chiral molecules manifests an enantiospecific preference in electron spin orientation. We therefore reasoned that the induced spin polarization may affect enantiorecognition through exchange interactions. Here we show experimentally that the interaction of chiral molecules with a perpendicularly magnetized substrate is enantiospecific. Thus, one enantiomer adsorbs preferentially when the magnetic dipole is pointing up, whereas the other adsorbs faster for the opposite alignment of the magnetization. The interaction is not controlled by the magnetic field per se, but rather by the electron spin orientations, and opens prospects for a distinct approach to enantiomeric separations

Badania wzajemnego oddziaływania estrów metylowych oleju rzepakowego i ich mieszanin z olejem napędowym z elastomerami

Several elastomers used as seals not compatibility with fatty acid methyl esters (FAME). The paper presents the results of laboratory investigations of five various elastomers (polyethylene rubber, fluorine rubber, butadiene-acrylonitryle rubber, epichlorodidrine rubber and commercial gasoline-resistant rubber) interaction of rapeseed methyl esters (RME) and their blends with diesel fuel. The test results showed that the elastomers made ofpolyethylene rubber and fluorine rubber are compatible with rapeseed methyl esters. The butadiene-acrylonitryle rubber, epichlorodidrine rubber and commercial gasoline-resistant rubber elastomers exhibited changes in physical properties: swelling in crease and hardness reduce in comparison with diesel fuel. Aged rapeseed methyl esters are more active to elastomers in comparison with fresh rapeseed methyl esters. The blends of rapeseed methyl esters with diesel fuel cause high changes of those elastomers volume, mass and hardness, already for blends contain 5% (by volume) of rapeseed methyl esters in comparison to diesel fuel.Wiele elastomerów stosowanych na uszczelnienia jest mało odpornych na działanie estrów metylowych kwasów tłuszczowych (FAME). W referacie przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych wzajemnego oddziaływania pięciu różnych elastomerów (z polietylenu, z kauczuku fluorowego, z kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego, z kauczuku epichlorohydrynowego i handlowej gumy benzynoodpornej) z estrami metylowymi oleju rzepakowego (RME) i ich mieszaninami z olejem napędowym. Stwierdzono, że próbki elastomerów polietylenowych i z kauczuku fluorowego są odporne na działanie estrów metylowych oleju rzepakowego. Estry metylowe oleju rzepakowego powodują wzrost pęcznienia i spadek twardości elastomerów z kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego, z kauczuku epichlorohydrynowego i z handlowej gumy benzynoodpornej. W porównaniu z olejem napędowym zestarzone estry metylowe oleju rzepakowego są bardziej aktywne w stosunku do elastomerów niż świeże estry metylowe oleju rzepakowego. Także mieszaniny estrów metylowych oleju rzepakowego z olejem napędowym powodują duże zmiany objętości, masy i twardości tych elastomerów, już przy zawartości 5% (objętościowo) estrów metylowych oleju rzepakowego w mieszaninie z olejem napędowym w porównaniu z olejem napędowym

Badania procesu starzenia oleju hydraulicznego podczas użytkowania

The problems of changes in the properties of hydraulic oils during their use in hydraulic systems of wheel loaders have been presented. The methods and results of examination of selected characteristics of a hydraulic oil of the HV quality class and VG 46 viscosity grade as functions of oil usage time have been described. The test results have been analysed in the aspect of the predominating processes of the ageing of hydraulic oils and of the monitoring of oil condition. It has been found that the criteria of reaching the limiting condition of a hydraulic oil, specified in the literature and by oil manufacturers, are incompatible with the present-day hydraulic systems. The limit values as regards changes in the viscosity, viscosity index, and acid number are too restrictive. The predominating criterion of reaching the limiting condition by modern oils used in hydraulic systems is the content and particle size distribution of solid contamination.W artykule przedstawiono problemy zmian właściwości olejów hydraulicznych podczas użytkowania w układach hydraulicznych ładowarek kołowych. Podano metodykę i wyniki badań wybranych charakterystyk oleju hydraulicznego klasy jakościowej HV i lepkościowej VG 46 w funkcji czasu użytkowania. Dokonano analizy wyników badań w aspekcie dominujących procesów starzenia i monitorowania stanu olejów hydraulicznych. Ustalono, że podawane w literaturze i przez producentów olejów kryteria stanu granicznego oleju hydraulicznego nie odpowiadają współczesnym układom hydraulicznym. Wartości graniczne odnośnie do zmiany lepkości, wskaźnika lepkości i liczby kwasowej są zbyt restrykcyjne. Dominującym kryterium osiągnięcia stanu granicznego przez nowoczesne oleje użytkowane w układach hydraulicznych jest stężenie i skład granulometryczny zanieczyszczeń stałych

Investigation properties of rapeseed oil methyl esters/aviation turbine fuel Jet A-1 blends

The properties of rapeseed methyl ester (RME) and commercial biodiesel (B100) blends with aviation turbine fuel Jet A-1 were investigated. The RME (without improving additives) and B100 (with improving additives – including antioxidants and depressants) were blend with Jet A-1 fuel, to made six mixtures containing: 10 per cent, 20 per cent , 30 per cent, 40 per cent, 50 per cent and 60 per cent Jet A-1 by volume. Their blends were stable. Jet A-1 fuel and RME (B100) blends properties are indirect between Jet A-1 and RME properties. The density, kinematic viscosity at 40 centigrade, cloud point (CP), cold filter plugging point (CFPP) and pour point (PP) RME, B100, Jet A-1 and their blends were measured. Adding the Jet A-1 fuel to the RME and B100 can be the method to improve its low temperature properties. The empirical equations for calculation the density, kinematic viscosity at 40 centigrade, cloud point, cold filter plugging point and pour point RME (B100) blends with Jet A-1 fuel as a function of composition for predicting the properties of RME (B100) blends with aviation turbine fuel Jet A-1 give values in good agreement with experiments. There is good agreement between experimental viscosity data of blends with viscosity calculated with mixture equation by Arrhenius

Badanie właściwości reologicznych estrów metylowych oleju rzepakowego i ich mieszanin z olejami napędowymi

The paper presents results of investigations of rheological properties (dynamic viscosity and shear rate) at low temperature and cold flow parameters (Cloud Point, Cold Filter Plugging Point and Pour Point) of rapeseed oil methylesters (RME), their blends with other fuels and RME with various flow improves additives (depressants). Common depressants for diesel fuels are less efficient with reference to RME. RME generally need other depressants than diesel fuels. The test results showed that common depressants used to improve the cold flow properties of petroleum-based diesel fuels can different effect on pour points and cold filter plugging points of rapeseed oil methylesters. About 1000 ppm of depressants is required to significantly improving of cold flow parameters of rapeseed oil methylesters. It was showed that blending arctic diesel fuel or aviation turbine fuel Jet A-l with rapeseed oil methylesters at rate of 10% (by volume) or more leads to significant improve in the rheological properties (dynamic viscosity and shear rate) of RME at the low temperature and cold flow parameters (Cloud Point, Cold Filter Plugging Point and Pour Point). Keywords: combustion engines, alternative fuels, Rapeseed Oil Methylesters (RME), low-temperature properties, rheological properties at low temperature, depressants.W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości reologicznych (lepkości dynamicznej i naprężeńścinających) w niskiej temperaturze oraz parametrów niskotemperaturowych (temperatury mętnienia, temperatury zablokowania zimnego filtru i temperatury płynięcia) estrów metylowych oleju rzepakowego (RME), ich mieszanin z innymi paliwami oraz RME z różnymi dodatkami (depresatorami) poprawiającymi te właściwości. Handlowe depresatory przeznaczone do olejów napędowych są mniej skuteczne w odniesieniu do RME. RME generalnie wymagają stosowania innych depresatorów niż ON. Wykazano, że handlowe depresatory stosowane do olejów napędowych pochodzenia naftowego wpływają inaczej na obniżenie temperatury zablokowania zimnego filtru i temperatury płynięcia estrów metylowych oleju rzepakowego. Do polepszenia parametrów niskotemperaturowych estrów metylowych oleju rzepakowego wystarczy dodanie depresatorów w stężeniu do 1000 ppm. Wykazano, że dodanie do estrów metylowych oleju rzepakowego oleju napędowego arktycznego oraz paliwa lotniczego Jet A-l w stężeniu 10% i więcej (objętościowo) znacznie poprawia właściwości reologiczne (lepkość dynamiczną i naprężenia ścinające) RME w niskiej temperaturze oraz parametry niskotemperaturowe (temperaturę mętnienia, temperaturę zablokowania zimnego filtru i temperaturę płynięcia)

Microscopic research of conventional fuels and biofuels crystallization during cooling

Przedstawiono wyniki badań mikroskopowych procesu krystalizacji bazowego oleju napędowego (HON) oraz estru metylowego oleju rzepakowego (RME), obu czystych i z dodatkiem depresatora podczas chłodzenia. Opisano proces krystalizacji i morfologię kryształów. Wykazano, że krystalizacja HON i RME, zarówno czystych, jak i z dodatkiem depresatora, przebiega odmiennie. Podczas krystalizacji HON powstaje więcej kryształów w kształcie płytek, a RME - więcej kryształów w kształcie igieł. Proces krystalizacji determinuje zmianę właściwości reologicznych badanych paliw. Depresator modyfikuje przebieg procesu krystalizacji odmiennie dla HON i RME.Document contains the microscopic investigations results of crystallization process of base diesel oil (HON), rapeseed oil methyl ester (RME) both pure and with the addition of depressant during cooling. In addition a process of the crystallization and the crystals morphology were described. It has been shown that crystallization HON and RME, either pure or with the depressant addition proceeds differently. HON formed during the crystallization more platelet-shaped crystals and RME - more needle- shaped crystals. The crystallization process determines change in rheological properties of tested fuels. Depressant modifies the crystallization process differently for HON and RME

Badanie wpływu procesów starzenia na zmianę właściwości biodiesla

W pracy przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych procesów starzenia biopaliw (biodiesla), takich jak estry metylowe oleju rzepakowego (RME) i ich mieszanin z bazowym hydrorafinowanym olejem napędowym (HON). Określono wpływ powietrza, światła słonecznego, oddziaływania ciepła i obecności wody na zmianę liczby kwasowej, lepkości kinematycznej i parametrów niskotemperaturowych paliw (temperatury mętnienia, temperatury zablokowania zimnego filtru i temperatury płynięcia). Schemat starzenia próbek paliw, wpływ czasu i warunków starzenia na zmianę liczby kwasowej próbek badanych paliw, temperatura zablokowania zimnego filtru TZZF próbek paliw starzonych w różnych warunkach w ciągu 60 tygodni są zilustrowane w artykule. Stwierdzono, że najbardziej podatny na starzenie były estry metylowe oleju rzepakowego (RME) i bazowy hydrorafinowany olej napędowy. W rezultacie starzenia następuje bardzo duży przyrost liczby kwasowej, małe zmiany lepkości kinematycznej i bardzo małe zmiany parametrów niskotemperaturowych (temperatury mętnienia, temperatury zablokowania zimnego filtru i temperatury płynięcia) estrów metylowych oleju rzepakowego (RME). Najintensywniejsze starzenie estrów metylowych oleju rzepakowego (RME) powodują wymuszenia cieplne. Obecność wody intensyfikuje starzenie estrów metylowych oleju rzepakowego (RME), szczególnie przy długim czasie kontaktu.The paper presents the results of laboratory investigations of aging processes of the biodiesel such as rapeseed oil methylesters (RME) and their blends with hydrofining based diesel fuels. The influence of air, light, elevated temperature and the presence of water on the total acid number, kinematic viscosity at 40°C and low-temperature parameters (Cloud Point, Cold Filter Plugging Point and Pour Point) of the fuels was determined. The aging of fuel samples, acid number as a function of time and conditions of aging for evaluated samples of fuels, and Cold Filter Plugging Point (CFPP) of fuel samples aging at different conditions during 60 weeks are illustrated in the paper. The least resistance to aging of rapeseed oil methylesters (RME) and hydrofining based diesel fuel was obtained. The aging influence dramatic increase in total acid number, little changes of the kinematic viscosity at 40°C and least changes of low-temperature parameters (Cloud Point, Cold Filter Plugging Point and Pour Point) of rapeseed oil methylesters (RME). The elevated temperature causes the largest impact on aging of rapeseed oil methylesters(RME). The aging of rapeseed oil methylesters (RME) is intensified in presence of water especially for long time of contact