Porous ceramic - metal composites obtained by infiltration methods

A pressure-vacuum infiltration (T = 720 ºC, p = 15 MPa, t = 15 min) and gas-pressure infiltration (GPI) in an autoclave (T = 700ºC, p=4 MPa, t=5 min) were applied for infiltration of porous Al2O3 ceramics by cast aluminum alloy. Effect of the method of the infiltration on the microstructure and mechanical properties of ceramic-metal composites, was studied. Ceramic preforms were formed by method of copying the cellular structure of the polymer matrix. The results of the X-ray tomography proved very good infiltration of the pores by the metal for each method

Finding intersections between electronic excited state potential energy surfaces with simultaneous ultrafast X-ray scattering and spectroscopy

Light-driven molecular reactions are dictated by the excited state potential energy landscape, depending critically on the location of conical intersections and intersystem crossing points between potential surfaces where non-adiabatic effects govern transition probabilities between distinct electronic states. While ultrafast studies have provided significant insight into electronic excited state reaction dynamics, experimental approaches for identifying and characterizing intersections and seams between electronic states remain highly system dependent. Here we show that for 3d transition metal systems simultaneously recorded X-ray diffuse scattering and X-ray emission spectroscopy at sub-70 femtosecond time-resolution provide a solid experimental foundation for determining the mechanistic details of excited state reactions. In modeling the mechanistic information retrieved from such experiments, it becomes possible to identify the dominant trajectory followed during the excited state cascade and to determine the relevant loci of intersections between states. We illustrate our approach by explicitly mapping parts of the potential energy landscape dictating the light driven low-to-high spin-state transition (spin crossover) of [Fe(2,2′-bipyridine)3]2+, where the strongly coupled nuclear and electronic dynamics have been a source of interest and controversy. We anticipate that simultaneous X-ray diffuse scattering and X-ray emission spectroscopy will provide a valuable approach for mapping the reactive trajectories of light-triggered molecular systems involving 3d transition metals

Photoinduced charge carrier dynamics of Zn-porphyrin-TiO2 electrodes: The key role of charge recombination for solar cell performance.

Time resolved absorption spectroscopy has been used to study photoinduced electron injection and charge recombination in Zn-porphyrin sensitized nanostructured TiO2 electrodes. The electron transfer dynamics is correlated to the performance of dye sensitized solar cells based on the same electrodes. We find that the dye/semiconductor binding can be described with a heterogeneous geometry where the Zn-porphyrin molecules are attached to the TiO2 surface with a distribution of tilt angles. The binding angle determines the porphyrin semiconductor electron transfer distance and charge transfer Occurs through space, rather than through lie bridge connecting the porphyrin to the surface. For short sensitization times, (1 h), there is a direct correlation between solar cell efficiency and amplitude Of the kinetic component due to long-lived conduction band electrons, once variations in light harvesting (surface coverage) have been taken into account Long sensitization time (12 h) results in decreased solar cell efficiency because of decreased efficiency of electron injection

Watching the dynamics of electrons and atoms at work in solar energy conversion.

The photochemical reactions performed by supramolecular transition metal complexes have been identified as viable routes towards conversion and strorage of solar energy into other forms that can be conveniently used in our everyday applications. In order to develop efficient materials, it is necessary to identify, characterize and optimize the elementary steps of the entire process. To this end, we have studied the photoinduced electronic and structural dynamics in two heterobimetallic ruthenium-cobalt complexes, which belong to the large family of donor-bridge-acceptor supramolecular complexes. Using a combination of ultrafast optical and X-ray absorption spectroscopies, we can clock the light-driven electron transfer processes with element and spin sensitivity. In addition, the changes in local structure around the metal centers are monitored. These experiments show that the nature of the molecular bridge connecting the two metal centers is decisive in controlling the forward and backward electron transfer rates, a result supported by quantum chemistry calculations. Some implications for further improving bridged sensitizer-catalysts utilizing the presented methodology are outlined

Nejnovější pokroky v mechanických vlastnostech biopolymerních kompozitů: přehled

V posledních letech získávají biopolymery velkou pozornost s perspektivou vývoje vysoce výkonných biokompozitů s nízkým dopadem na životní prostředí díky jejich jedinečným a užitečným vlastnostem, jako je hojná dostupnost, obnovitelnost, ekologičnost a nízká hmotnost. Očekává se, že biopolymerní kompozity nahradí mnoho konvenčních materiálů v optických, biologických a inženýrských aplikacích, protože investice a výzkum těchto materiálů se podstatně zvýší. Požadovaných vlastností biopolymerních kompozitů lze dosáhnout smícháním vhodného biopolymeru s vhodnými aditivy, což připravuje cestu pro interakci polymer-plnivo. Podle potřeb aplikace lze upravit různé parametry, jako je chemické složení, kinetika rozkladu a mechanické vlastnosti biopolymerních kompozitů. Interakční interakce mezi biopolymerem a nanofillerem mají významný vliv na mechanické vlastnosti biopolymerních kompozitů. Tento přehled je zaměřen na nejnovější pokroky v mechanických vlastnostech různých biopolymerních kompozitů. V první části tohoto přehledu byly diskutovány neznámé techniky mechanické charakterizace, jako je únavový test, nanoindentace a nedestruktivní testování biopolymerních kompozitů. V pozdější části byly diskutovány různé populární techniky zpracování biokompozitní výroby. Kromě toho bylo v závěrečné části popsáno několik výzev spojených se zpracováním a mechanickou výkonností biopolymerních kompozitů. Tento přehled je zaměřen na nejnovější pokroky v mechanických vlastnostech různých biopolymerních kompozitů. V první části tohoto přehledu byly diskutovány neznámé techniky mechanické charakterizace, jako je únavový test, nanoindentace a nedestruktivní testování biopolymerních kompozitů. V pozdější části byly diskutovány různé populární techniky zpracování biokompozitní výroby. Kromě toho bylo v závěrečné části popsáno několik výzev spojených se zpracováním a mechanickou výkonností biopolymerních kompozitů. Tento přehled je zaměřen na nejnovější pokroky v mechanických vlastnostech různých biopolymerních kompozitů. V první části tohoto přehledu byly diskutovány neznámé techniky mechanické charakterizace, jako je únavový test, nanoindentace a nedestruktivní testování biopolymerních kompozitů. V pozdější části byly diskutovány různé populární techniky zpracování biokompozitní výroby. Kromě toho bylo v závěrečné části popsáno několik výzev spojených se zpracováním a mechanickou výkonností biopolymerních kompozitů. Diskutovalo se o nanoindentaci a nedestruktivním testování biopolymerních kompozitů. V pozdější části byly diskutovány různé populární techniky zpracování biokompozitní výroby. Kromě toho bylo v závěrečné části popsáno několik výzev spojených se zpracováním a mechanickou výkonností biopolymerních kompozitů. Diskutovalo se o nanoindentaci a nedestruktivním testování biopolymerních kompozitů. V pozdější části byly diskutovány různé populární techniky zpracování biokompozitní výroby. Kromě toho bylo v závěrečné části popsáno několik výzev spojených se zpracováním a mechanickou výkonností biopolymerních kompozitů.In recent years, biopolymers are getting wide attention with the perspective of developing high-performance biocomposites with low environmental impact owing to their unique and useful features such as abundant availability, renewability, ecofriendliness and lightweight. Biopolymer composites are expected to replace many conventional materials in optical, biological, and engineering applications as the investment and research on these materials increase substantially. The desired properties of biopolymer composites can be achieved by blending an appropriate biopolymer with suitable additives, which pave the way for polymer-filler interaction. A variety of parameters such as chemical composition, degradation kinetics and mechanical properties of biopolymer composites can be tailored according to the application needs. The interfacial interactions between the biopolymer and the nanofiller have a significant effect on the mechanical properties of biopolymer composites. The present review is focused on the recent advances in the mechanical properties of various biopolymer composites. In the first part of this review, the unfamiliar mechanical characterization techniques such as fatigue test, nanoindentation and nondestructive testing of biopolymer composites have been discussed. In the later part, the various popular processing techniques of biocomposite fabrication have been discussed. In addition, in the conclusion section, few challenges associated with the processing and mechanical performance of biopolymer composites have been describe