57 research outputs found

    Wetting Properties of Graphene Aerogels

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    Graphene hydrophobic coatings paved the way towards a new generation of optoelectronic and fluidic devices. Nevertheless, such hydrophobic thin films rely only on graphene non-polar surface, rather than taking advantage of its surface roughness. Furthermore, graphene is typically not self-standing. Differently, carbon aerogels have high porosity, large effective surface area due to their surface roughness, and very low mass density, which make them a promising candidate as a super-hydrophobic material for novel technological applications. However, despite a few works reporting the general super-hydrophobic and lipophilic behavior of the carbon aerogels, a detailed characterization of their wetting properties is still missing, to date. Here, the wetting properties of graphene aerogels are demonstrated in detail. Without any chemical functionalization or patterning of their surface, the samples exhibit a super-lipophilic state and a stationary super-hydrophobic state with a contact angle up to 150 ± 15° and low contact angle hysteresis ≈ 15°, owing to the fakir effect. In addition, the adhesion force of the graphene aerogels in contact with the water droplets and their surface tension are evaluated. For instance, the unique wettability and enhanced liquid absorption of the graphene aerogels can be exploited for reducing contamination from oil spills and chemical leakage accidents

    Microengineered Hollow Graphene Tube Systems Generate Conductive Hydrogels with Extremely Low Filler Concentration

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    The fabrication of electrically conductive hydrogels is challenging as the introduction of an electrically conductive filler often changes mechanical hydrogel matrix properties. Here, we present an approach for the preparation of hydrogel composites with outstanding electrical conductivity at extremely low filler loadings (0.34 S m-1, 0.16 vol %). Exfoliated graphene and polyacrylamide are microengineered to 3D composites such that conductive graphene pathways pervade the hydrogel matrix similar to an artificial nervous system. This makes it possible to combine both the exceptional conductivity of exfoliated graphene and the adaptable mechanical properties of polyacrylamide. The demonstrated approach is highly versatile regarding porosity, filler material, as well as hydrogel system. The important difference to other approaches is that we keep the original properties of the matrix, while ensuring conductivity through graphene-coated microchannels. This novel approach of generating conductive hydrogels is very promising, with particular applications in the fields of bioelectronics and biohybrid robotics

    Wet-Chemical Assembly of 2D Nanomaterials into Lightweight, Microtube-Shaped, and Macroscopic 3D Networks

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    Despite tremendous efforts toward fabrication of three-dimensional macrostructures of two-dimensional (2D) materials, the existing approaches still lack sufficient control over microscopic (morphology, porosity, pore size) and macroscopic (shape, size) properties of the resulting structures. In this work, a facile fabrication method for the wet-chemical assembly of carbon 2D nanomaterials into macroscopic networks of interconnected, hollow microtubes is introduced. As demonstrated for electrochemically exfoliated graphene, graphene oxide, and reduced graphene oxide, the approach allows for the preparation of highly porous (> 99.9%) and lightweight (<2 mg cm-3) aeromaterials with tailored porosity and pore size as well as tailorable shape and size. The unique tubelike morphology with high aspect ratio enables ultralow-percolation-threshold graphene composites (0.03 S m-1, 0.05 vol%) which even outperform most of the carbon nanotube-based composites, as well as highly conductive aeronetworks (8 S m-1, 4 mg cm-3). On top of that, long-term compression cycling of the aeronetworks demonstrates remarkable mechanical stability over 10 000 cycles, even though no chemical cross-linking is employed. The developed strategy could pave the way for fabrication of various macrostructures of 2D nanomaterials with defined shape, size, as well as micro- and nanostructure, crucial for numerous applications such as batteries, supercapacitors, and filters

    Umweltzone Leipzig: Messtechnische Begleitung der Einführung der Umweltzone in der Stadt Leipzig: Teil 1: Ausgangsbeurteilung der Immissionssituation im Jahr 2010vor der Einführung der Umweltzone

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    Zur Einführung der Umweltzone in Leipzig werden begleitende Messungen an 12 Messstationen durchgeführt. Neben den gesetzlich vorgegebenen Schadstoffen werden Sondermessgrößen wie Ruß und die Anzahl ultrafeiner Partikel überwacht. Der erste Teil der Berichterstattung dokumentiert die Messergebnisse im Jahr 2010 vor Einführung der Umweltzone. Er bildet die Ausgangssituation zur Beurteilung der Wirksamkeit der Umweltzone ab. Dargestellt ist auch das Minderungspotenzial einer Umweltzone, das an fünf verkehrsnahen Messstellen in Leipzig und Dresden erstmals ermittelt wurde. Danach können etwa fünf bis zehn PM10-Grenzwertüberschreitungstage vermieden werden

    Aerosole zur Indikation der Luftqualität im Raum Leipzig: Korngrößendifferenzierte chemisch-physikalische Aerosolcharakterisierung als Indikator der Veränderung der Luftqualität gegenüber 2000 in Leipzig und Sachsen

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    Der Bericht aus der Luftreinhaltung untersucht die Partikelzusammensetzung in der Außenluft. An vier Messorten in und um Leipzig wurden ultrafeine und feine Partikel nach Wetterlagen charakterisiert. Rund 90.000 Einzelanalysen führten zu den Verursachern. Bei östlicher Anströmung im Winter entstanden hohe Feinstaubwerte zu 80 % durch Kohle- und Holzheizungen und Sekundär-Partikel. Dabei lag meist überregionaler Ferntransport vor. Verkehrsemissionen dominierten bei westlicher Anströmung. Ruß, Metalle und polyzyklische Kohlenwasserstoffe reduzierten sich gegenüber 2000 deutlich

    Umweltzone Leipzig: Messtechnische Begleitung der Einführung der Umweltzone in der Stadt Leipzig: Teil 3: Immissionssituation 2010-2013 und Wirkung der Umweltzone

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    Die Einführung der Umweltzone in Leipzig wird durch Messungen an Luftmessstationen wissenschaftlich begleitet. Neben den gesetzlich vorgegebenen Schadstoffen werden erstmalig Ruß und ultrafeine Partikel überwacht. Der dritte Teil der Berichterstattung dokumentiert die Ergebnisse bis 2013. Die Umweltzone bewirkte eine beschleunigte Modernisierung der Fahrzeugflotte in der Stadt. In verkehrsnaher Außenluft wurden ein deutlicher Rückgang von Ruß und ultrafeinen Partikeln und eine Stagnation von Stickoxiden nachgewiesen. Erfolgreich wurden die hochtoxischen Bestandteile im Feinstaub gemindert

    Umweltzone Leipzig: Messtechnische Begleitung der Einführung der Umweltzone Leipzig: Teil 6 / Abschlussbericht: Immissionssituation von 2010 bis 2016 und Wirkung der Umweltzone auf die straßennahe Luftqualität

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    Mit Einführung der Umweltzone 2011 erfolgte eine beschleunigte Modernisierung der Fahrzeugflotte in Leipzig gegenüber anderen Regionen in Sachsen. Die Belastung durch Verbrennungspartikel aus der modernisierten Fahrzeugflotte reduzierte sich sehr deutlich. Die Reduzierung war im ersten Jahr der Umweltzone am stärksten. Nach sechs Jahren wurde eine Minderung für die Anzahl der Partikel von 30 bis 200 nm um 74 % und für Ruß-Partikel BC um 59 % nachgewiesen. Dies dokumentiert den Erfolg der Partikelfilter in modernen Dieselfahrzeugen beim realen Fahren in der Stadt. Der hochtoxische Feinstaubanteil in der Außenluft und damit das Gesundheitsrisiko der Bevölkerung wurden sehr deutlich gesenkt. Die Umweltzone war damit eine sinnvolle und wirkungsvolle Maßnahme der Stadtverwaltung. Gleichzeitig trat keine Verbesserung für die Stickstoffoxide durch die modernste Fahrzeugflotte Sachsens ein. Die Dieselfahrzeuge gelten als die Hauptverursacher. Der Misserfolg in der Minderung der Stickoxide moderner Diesel-PKW beim realen Fahren in der Stadt trotz verschärfter EURO-Abgasnormen wurde dokumentiert. Über die tatsächlichen Emissionen moderner Diesel-PKW wurden Bürger und Stadtverwaltung von Autoherstellern getäuscht

    Type 1 Autoimmune Pancreatitis in Europe: Clinical Profile and Response to Treatment.

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    Background and aimsAutoimmune pancreatitis (AIP) is an immune-mediated disease of the pancreas with distinct pathophysiology and manifestations. Our aims were to characterize type 1 AIP in a large pan-European cohort and study the effectiveness of current treatment regimens.MethodsWe retrospectively analyzed adults diagnosed since 2005 with type 1 or not-otherwise-specified AIP in 42 European university hospitals. Type 1 AIP was uniformly diagnosed using specific diagnostic criteria. Patients with type 2 AIP and those who had undergone pancreatic surgery were excluded. The primary endpoint was complete remission, defined as the absence of clinical symptoms and resolution of the index radiological pancreatic abnormalities attributed to AIP.ResultsWe included 735 individuals with AIP (69% male; median age 57 years; 85% White). Steroid treatment was started in 634 patients, of whom 9 (1%) were lost to follow-up. The remaining 625 had a 79% (496/625) complete, 18% (111/625) partial, and 97% (607/625) cumulative remission rate, while 3% (18/625) did not achieve remission. No treatment was given in 95 patients, who had a 61% complete (58/95), 19% partial (18/95), and 80% cumulative (76/95) spontaneous remission rate. Higher (≥0.4 mg/kg/day) corticosteroid doses were no more effective than lower ( 2 weeks (OR 0.908; 95%CI 0.818-1.009). Elevated IgG4 levels were independently associated with a decreased chance of complete remission (OR 0.639; 95%CI 0.427-0.955). Relapse occurred in 30% of patients. Relapses within 6 months of remission induction were independent of the steroid tapering duration, induction treatment duration, and total cumulative dose.ConclusionPatients with type 1 AIP and elevated IgG4 level may need closer monitoring. For remission induction, a starting dose of 0.4 mg/kg/day for 2 weeks followed by a short taper period seems effective. This study provides no evidence to support more aggressive regimens

    Micro-scale variability of urban particle number and mass concentrations in Leipzig, Germany

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    We investigated the micro-scale variability of particle number and mass concentrations in the urban atmosphere of Leipzig, Germany. Particles were sampled in May and June 2011 using portable instrumentation along a fixed measurement route, representing different degrees of outdoor particle exposure that can be experienced by a pedestrian. The instrumentation comprised a Grimm NanoCheck sensor for particle number (25-300 nm) and a Grimm OPC for particle mass concentrations. The mobile measurements conducted at a time resolution of 10 s revealed rich details in the spatio-temporal distribution of urban particles that were not visible in fixed-site measurements. Motor traffic proved to be a major source of particle number and mass in the area, although the corresponding concentrations declined rapidly when moving away from the traffic sources. The experiments demonstrate that traffic-free zones and green park areas are useful measures to limit outdoor exposure to traffic-related particles even if they are rather modest in size. Unexpected findings include high fine particle concentrations (PM[0.25;1]) near outdoor seating areas of restaurants, and the apparent dependence of coarse particle concentrations (PM[2.5;10]) on the ability of surfaces to release particles by resuspension. The study illustrates the usefulness of the spatial sensing of airborne particles in the urban roughness layer and encourages the use of such data for the validation of micro-scale dispersion models
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