“We are here!” Oxygen functional groups in carbons for electrochemical applications

Heteroatom doping of carbon networks may introduce active functional groups on the surface of the material, induce electron density changes that alter the polarity of the carbon surface, promote the formation of binding sites for molecules or ions, or make the surface catalytically active for different reactions, among many other alterations. Thus, it is no surprise that heteroatom doping has become a well-established strategy to enhance the performance of carbon-based materials for applications ranging from water remediation and gas sorption to energy storage and conversion. Although oxygen functionalization is sometimes inevitable (i.e., many carbon precursors contain oxygen functionalities), its participation in carbon materials performance is often overlooked on behalf of other heteroatoms (mainly nitrogen). In this Mini-review, we summarize recent and relevant publications on the effect that oxygen functionalization has on carbonaceous materials performance in different electrochemical applications and some strategies to introduce such functionalization purposely. Our aim is to revert the current tendency to overlook it and raise the attention of the materials science community on the benefits of using oxygen functionalization in many state-of-the-art applications

C1N1 Thin Films from Guanine Decomposition Fragments

Polymeric semiconductors are finding a wide range of applications. In particular, graphitic carbon nitride g C3N4 has been investigated extensively in the past decade. However, the family of carbon nitrides is not limited to C3N4 and new CXNY are now being explored due to their different bandgap energy, morphology, and overall physicochemical properties. Here, homogenous and semi transparent C1N1 thin films are fabricated using guanine as a nontoxic molecular precursor. They are synthesized in a simplified chemical vapor deposition process on top of fused silica and fluorine doped tin oxide coated glass substrates. The chemical and structural studies reveal that C N ratio is close to target 1, triazine vibrations are visible in vibrational spectra and stacking of the film is observed from glancing incidence X ray diffraction data. The photo electrochemical properties are studied, the film is a p type semiconductor with a good photoresponse to visible light and a suitable catalyst for hydrogen evolution reaction. A simple and safe way of synthesizing C1N1 films on a range of substrates is presented her

“Red carbon” : a rediscovered covalent crystalline semiconductor

Carbon suboxide (C3O2) is a unique molecule able to polymerize spontaneously into highly conjugated light-absorbing structures at temperatures as low as 0 °C. Despite obvious advantages, little is known about the nature and the functional properties of this carbonaceous material. In this work, we aim to bring “red carbon”, a forgotten polymeric semiconductor, back to the community's attention. A solution polymerization process is adapted to simplify the synthesis and control the structure. This allows us to obtain this crystalline covalent material at low temperatures. Both spectroscopic and elemental analyses support the chemical structure represented as conjugated ladder polypyrone ribbons. Density functional theory (DFT) calculations suggest a crystalline structure of AB stacks of polypyrone ribbons and identify the material as a direct bandgap semiconductor with a medium bandgap that is further confirmed by optical analysis. The material shows promising photocatalytic performance using blue light. Moreover, the simple condensation-aromatization route described here allows the straightforward fabrication of conjugated ladder polymers and could be inspiring for the synthesis of carbonaceous materials at low temperatures in general

Metodyka badań doświadczalnych procesów wymiany ciepła i masy w procesie inhalacji aerozolu z e-papierosów

This work is focused on the development and validation of experimental method for testing EC-aerosols under simulated conditions of human respiratory tract with variable aerosol residence time in the physiologically humid environment associated with the inhalation pattern. Initial results obtained using the laser diffractometry indicate the usefulness and applicability of developed method for EC-aerosol testing for a deeper understanding of simultaneous heat and mass transfer processes during EC-aerosol formation, inhalation and movement in the human respiratory tract.Praca koncentruje się na opracowaniu i walidacji metodyki badań doświadczalnych aerozoli uwalnianych z e-papierosów do środowiska odzwierciedlającego pod względem panującej wilgotności, temperatury oraz czasu przebywania aerozolu drogi oddechowe człowieka. Wstępne wyniki uzyskane przy użyciu dyfraktometru laserowego wskazują na przydatność zaproponowanej metody badania aerozoli do głębszego zrozumienia roli procesów wymiany ciepła oraz masy w trybie ich powstawania, inhalacji oraz transportu w drogach oddechowych

Comparison of size analysis optical methods used for aerosolized inhalation powders with variable particle morphology

Porównano wyniki pomiarów wielkości cząstek aerozolowych o zróżnicowanej morfologii uzyskiwane z analizatorów optycznych o różnej zasadzie pomiaru (rozproszenie lub dyfrakcja światła). Cząstki proszków otrzymywano metodą suszenia rozpyłowego i rozpraszano w inhalatorze kapsułko-wym. Największe różnice w wynikach analiz (wyrażanych przez wartości FPF i MMD) stwierdzono w przypadku cząstek silnie zdeformowanych i niekulistych. Wskazuje to na przyczyny błędów, jakie mogą być popełniane przy ocenie jakości leków inhalacyjnych.White light scattering and laser diffraction spectrometers were compared in respect of particle size determination of aerosolized powders. Inhalation powders with different particle morphology were obtained by spray drying and resuspended from a capsule-type DPI. The results for non-sphc-rical and corrugated particles show the largest inter-device scatter, what may have serious implications in the determination of inhalation products quality

Alternative methods for determination of fine particle fraction in inhalation aerosols

Porównano trzy metody pomiaru rozkładu wielkości cząstek aerozoli medycznych, służące wyznaczeniu udziału cząstek mniejszych od 5 μ (FPF) o największym znaczeniu leczniczym. Stwierdzono, że zarówno dla nebulizatora jak i inhalatora typu DPI, czasochłonne badania z użyciem 8-stopniowego impaktora kaskadowego mogą być częściowo zastąpione pomiarami z wykorzystaniom impaktora ze zmniejszoną liczbą stopni lub spektrometru aerozolowego.Three methods of particle size determination in medical aerosols were compared in order to assess their usefulness for the estimation of fine particle fraction (FPF - particles smaller than 5 (μ. It was shown for a nebulizer and DPI that the time-consuming determination procedure with 8-stage cascade impactor can be, in some cases, replaced by using either the reduced 3-stage impactor or the aerosol spectrometer

Starzenie tekstyliów powlekanych polipyrolem zabezpieczonych szczelną powłoką z żywicy epoksydowej

In this article the high temperature aging of epoxy pottedpolypyrrole coated polyester/nylon fabrics was investigated in order to assess whether they can be used in applications where temperature evaluation is common. A comparative analysis of various types of conductive fabrics was performed, including both woven and nonwoven, which were potted in epoxy resin and subjected to thermal aging. The results were compared with those obtained for polyimide/carbon ink coated quartz woven high temperature fabric. The results of the measurements were successfully approximated with analytical aging curves.W pracy przeanalizowano wpływ wysokiej temperatury na obniżenie przewodności elektrycznej tekstyliów powlekanych polipyrolem, w celu oceny ich przydatności w zastosowaniach wysokotemperaturowych. Przeprowadzono analizę komparatywną dla różnych rodzajów tekstyliów przewodzących, takich jak tkaniny o różnym splocie i włókniny, które wcześniej poddano szczelnemu pokryciu żywicą epoksydową, a następnie starzeniu termicznemu. Wyniki porównano z rezultatami uzyskanymi dla tkaniny kwarcowej powlekanej przewodzącym kompozytem na bazie poliimidu i sadzy, przeznaczonej do zastosowań wysokotemperaturowych. Do zmierzonych wartości resystancji powierzchniowej starzonych tekstyliów dopasowano skutecznie analityczne krzywe starzenia

Functional particles' carrier for pulmonary drug delivery - preparation, properties, efficacy

Skuteczność leczenia wziewnego może być poprawiona poprzez zastosowanie funkcjonalnych nośników leków. Zawarte w nich substancje mukoli- tyczne mogą ułatwiać transport leków przez śluz oskrzelowy. W pracy zbadano wpływ nowo opracowanych proszkowych cząstek nośnika na lepkość modelowego śluzu oraz szybkość dyfuzji modelowego leku (rodaminy B) w śluzie. Uzyskane wyniki wskazują na znaczną redukcję lepkości i przyspieszenie transportu masy, co potwierdza słuszność proponowanej koncepcji nośników w leczeniu inhalacyjnym.Effectiveness of inhalation therapy may be improved by the application of functional carriers which contain viscosity reducers (mucolytics). Influence of specially designed functional carrier powders on the viscosity and transport rate in the reconstructed bronchial mucus were investigated. The obtained results indicate the simultaneous reduction of mucus viscosity and improvement of mass transfer therefore showing the usefulness of proposed concept of functional carriers in pulmonary drug delivery

Production and properties of inhalable composite powders

Celem pracy było wytworzenie metodą suszenia rozpyłowego cząstek nośnika proszkowych leków do inhalacji, charakteryzujących się wielkością poniżej 5 urn oraz cechami powierzchniowymi, ułatwiającymi ich de-agregację. Wykazano, że dzięki sterowaniu warunkami procesu i składem roztworu poddawanego suszeniu (dodatek aminokwasu, białka, polimeru) można uzyskiwać cząstki o różnej morfologii. W niektórych przypadkach prowadzi to do korzystnego wzrostu udziału frakcji drobnocząstkowej w rozpylonym proszku.Work is focused on spray-drying production of drug-carrier particles suitable for inhalation (size below 5 um, low cohesivity). Particles with different morphology can be obtained with the adequate control of process parameters and the composition of sprayed solution (amino-acid, protein or polymer additives). It was shown that changes of particle morphology lead in some cases to a better powder resuspension in a dry powder inhaler

Determination of formation conditions’ influence on physicochemical properties of electronic cigarettes aerosols

Celem pracy było zbadanie procesów odpowiedzialnych za powstawanie i właściwości aerozoli uwalnianych z elektronicznych papierosów. Wykorzystując dyfraktometr laserowy określono podstawowe parametry objętościowego rozkładu wielkości kropel aerozolu uwalnianego z czterech modeli e-papierosów różniących się wewnętrznym oporem aerodynamicznym. Aerozole zostały wytworzone w warunkach odpowiadającym fizjologicznym wartościom przepływu powietrza z płynów zawierających składniki powszechnie występujące w e-liquidach. Stwierdzono, że jakość uwalnianego aerozolu zależy przede wszystkim od konstrukcji urządzenia, ale także od składu i właściwości e-liquidów.The aim of this work was to investigate the processes responsible for generation and properties of aerosols released from electronic cigarettes. Based on the laser diffraction method the primary parameters of droplet size distribution of aerosols released from four e-cigarette models with different internal aerodynamic resistance were determined. Aerosols were generated at physiological flow rates from e-liquids with different composition and properties. It was stated that the quality of aerosol depends mainly on device construction but it is also related to e-liquid composition and properties