Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Studying the Effectiveness of Shaped Charge Jets Created by Graphene-containing Shaped Charge Liners

Majewski Tomasz, Trzciński Waldemar A., Szymańczyk Leszek

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2024

|

Vol. 15, Nr 1 (55)

39--54

EN

The paper presents selected results of studies conducted within the framework of the following research project: “Use of graphene and new multilayer explosive technologies in materials for shaped charge liners" (The National Centre for Research and Development in Poland: project No: DOB-BI08/03/01/2016). This study was performed by a consortium made up of the following entities: Institute of Precision Mechanics, Military University of Technology and the Mototechnika company (Poland). The main objective of the performed experiments was to test the effectiveness of shaped charge liners produced with the use of powder metallurgy methods, from mixtures containing copper powder and graphene-coated copper powder. The content of the latter equaled 0%, 1%, 5% and 10%, respectively. Shaped charge jets created with the use of liners made from the powder mixtures tested were recorded with the help of X-ray technology. Firing tests were conducted against steel barriers and the depth of penetration was determined. The obtained results showed that the addition of graphene powder to pure copper powder practically does not increase the depth of penetration of the shaped charge jet compared to scenarios in which sintered liners without this additive were used.

PL

W artykule zostały przedstawione wybrane wyniki badań przeprowadzonych w ramach realizacji projektu badawczego: „Zastosowanie grafenu i nowych technologii wielowarstwowych materiałów wybuchowych w materiałach na wkładki kumulacyjne” (nr projektu NCBiR: DOB-BI08/03/01/2016). Praca ta była przeprowadzona w konsorcjum, w skład którego wchodziły: Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Wojskowa Akademia Techniczna oraz przedsiębiorstwo Mototechnika. Głównym celem wykonanych eksperymentów było zbadanie skuteczności wkładek kumulacyjnych, wytworzonych metodami metalurgii proszków, z mieszanek zawierających proszek miedzi oraz proszek miedzi pokryty grafenem. Zawartość tego ostatniego wynosiła odpowiednio:0%, 1%, 5% i 10%. Dokonano rentgenograficznej rejestracji strumieni kumulacyjnych przy zastosowaniu ładunków zawierających wkładki wytworzone z testowanych mieszanek proszkowych. Przeprowadzono próby strzelania do przegród stalowych i określono głębokość penetracji. Otrzymane wyniki badań wykazały, że dodatek proszku grafenowanego do proszku czystej miedzi praktycznie nie zwiększa głębokości wnikania strumienia kumulacyjnego w stosunku do przypadku, gdy zastosowano wkładki spiekane bez tego dodatku.

2

Mechanical and thermal properties of rigid PVC and graphene nanocomposites obtained by melt-mixing

Wilczewski Sławomir, Skórczewska Katarzyna, Tomaszewska Jolanta, Lewandowski Krzysztof, Şentürk Ömer Faruk

Polimery

|

2024

|

Vol. 69, nr 2

86--91

EN

The effect of graphene (0.01, 0.1, 0.5 and 1 wt%) on the mechanical properties and thermal stability of rigid PVC was investigated. The morphology and thermal properties were analyzed by scanning electron microscopy (SEM) and thermogravimetric thermal analysis (TGA). Additionally, tensile properties, impact strength and hardness were determined. It was found that the addition of graphene can increase the impact strength and hardness and extend the thermal stability time of PVC.

PL

Zbadano wpływ grafenu (0,01; 0,1; 0,5 i 1% mas.) na właściwości mechaniczne i stabilność termiczną twardego PVC. Strukturę i właściwości termiczne analizowano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) i termograwimetrycznej analizy termicznej (TGA). Ponadto określono właściwości mechaniczne przy rozciąganiu, udarność i twardość. Stwierdzono, że dodatek grafenu może zwiększyć udarność i twardość oraz wydłużyć czas stabilności termicznej PVC.

3

Evaluation of the Effects of ZDDP and Graphene Additives in PAO 8 Oil on the Tribological Properties of Tialn Coating

Kowalczyk Joanna, Madej Monika, Ozimina Dariusz

Tribologia

|

2023

|

nr 2

35--44

EN

This paper investigates the tribological effects of graphene and anti-wear zinc dialkyl dithiophosphates (ZDDP). Friction tests have been carried out on a tribological tester which operates as a ball and disc assembly in a frictional, sliding motion. Tests were carried out with a load of 10 N over a sliding distance of 1000 m. TiAlN coated HS6-5-2C steel discs, and 100Cr6 steel balls were used in the tests. Tests were conducted under lubrication conditions with poly(α)olefin oil PAO 8 with graphene and/or ZDDP. The chemical composition of the TiAlN coating was studied using a scanning electron microscope, and the wear marks on the discs and balls were observed. The geometric structure of the samples was analysed before and after the friction tests using a confocal microscope with interferometric mode. The results indicated that the addition of ZDDP and graphene to the poly(α)olefin oil had an effect on reducing the friction coefficient.

PL

W artykule określono wpływ grafenu i dodatku przeciwzużyciowego dialkiloditiofosforanu cynku ZDDP na właściwości tribologiczne. Badania tarciowe przeprowadzono na testerze tribologicznym pracującym w skojarzeniu trącym kula–tarcza w ruchu ślizgowym. Testy wykonano przy obciążeniu 10 N na drodze tarcia równej 1000 m. Do badań użyto tarcz ze stali HS6-5-2C z powłoką TiAlN oraz kul ze stali 100Cr6. Testy przeprowadzono w warunkach smarowania olejem poli(α)olefinowym PAO 8 z grafenem i/lub z ZDDP. Za pomocą mikroskopu skaningowego zbadano skład chemiczny powłoki TiAlN, a także obserwowano ślady wytarcia na tarczach i kulach. Przy użyciu mikroskopu konfokalnego z trybem interferometrycznym dokonano analizy struktury geometrycznej próbek przed oraz po testach tarciowych. Uzyskane wyniki badań wskazały, że dodatek ZDDP i grafenu do oleju poli(α)olefinowego wpłynął na zmniejszenie współczynnika tarcia.

4

Badanie adsorpcji jonów miedzi(II) na materiałach grafenowych

Tian Weihua

Przemysł Chemiczny

|

2023

|

T. 102, nr 6

566--571

PL

Przygotowano gąbkę grafenową (RGO) i magnetyczne cząstki grafenowe (MGO) i materiały te wykorzystano do usuwania jonów Cu²⁺ z ich roztworów wodnych. Porównano wpływ pH, czasu adsorpcji i dawki adsorbentu na efektywność adsorpcji Cu²⁺ na RGO i MGO. Przy pH 5, początkowym stężeniu Cu²⁺ 10 mg/L i stężeniu adsorbentu 0,6 g/L, adsorpcja była najbardziej efektywna. Stopień usuwania Cu²⁺ przez RGO (99,5%) był wyższy niż przez MGO (94,1%), co było spowodowane nakładaniem się warstw grafenu w MGO i wzrostem oporu dyfuzji jonów w późniejszym etapie adsorpcji. Materiały grafenowe poddano recyklingowi. Po 6 cyklach adsorpcji-desorpcji wydajność usuwania Cu²⁺ wynosiła nadal 92%.

EN

Graphene sponge (RGO) and graphene magnetic particles (MGO) were successfully prepd. and used for removal of Cu²⁺ ions from their aq. solns. The effects of pH value, adsorption time and adsorbent dose on the adsorption efficiency of Cu²⁺ on RGO and MGO were compared. At pH 5, the initial Cu²⁺ concn. 10 mg/L, and the adsorbent concn. 0.6 g/L, the adsorption was most efficient. The removal rate of Cu²⁺ by RGO (99.5%) was higher than that of MGO (94.1%), because of overlapping the graphene layers in MGO and an increase in ion diffusion resistance in the later stage. The graphene materials were recycled. After 6 cycles of adsorption, the removal rate was still 92%.

5

Zastosowanie elektrod grafenowych w przełącznikach na pasmo fal milimetrowych wykonanych w strukturach AlGaN/GaN

Sobolewski Jakub

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2023

|

nr 4

155--158

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad możliwością zastosowania elektrod sterujących wykonanych z grafenu w przełącznikach w.cz. na zakres fal milimetrowych. W badaniach wykorzystano struktury testowe przełączników zintegrowanych z linią koplanarną wykonanych w strukturze półprzewodnikowej AlGaN/GaN w topologii szeregowej i bocznikowej. Na podstawie uzyskanych wyników wykazano możliwości wykorzystania zjawiska zmiany przewodności grafenu pod wpływem napięcia do ograniczenia strat w przełączniku. Wskazano także na możliwość uzyskania poprawy izolacji przy wykorzystaniu elektrod grafenowych. Konieczne jest jednak udoskonalenie procesów technologicznych dla uzyskania wysokiej jakości warstw grafenu.

EN

This paper presents research on application of graphene control electrodes for millimeter wave switches. Series and shunt topology switches integrated with coplanar waveguide in AlGaN/GaN semiconductor structure were examined. Presented results show that it is possible to utilize voltage-controlled conductivity of graphene to reduce losses through gate coupling. They also indicate superior performance of shunt topology and show that application of graphene gate can improve switch isolation. However, to achieve good performance, technological processes have to be improved to increase the quality of graphene layers.

6

Mamy wodór i co dalej?

Sikora Andrzej P., Klima Kinga, Sikora Mateusz

Przegląd Techniczny : Gazeta Inżynierska

|

2022

|

nr 1

24--28

PL

Atom wodoru jest najprostszą konstrukcją atomową. Patrząc na abundancję pierwiastków – wodór jest pierwiastkiem występującym we Wszechświecie w największej ilości. Na jego strukturalną budowę składa się jeden proton i obłok cząstek materii, które otaczają jego centrum. Takie to proste… Wodór na Ziemi jest uwięziony w postaci wody H2 O, amoniaku NH3 oraz węglowodorów. Dużo go w postaci metanu CH4, a szczególnie w hydratach metanu2 [25]. Bo to bardzo ciekawe źródło wodoru, tylko czy się nam uda? Czy ludzkość – nowa Skłodowska-Curie czy nowy Maxwell3 – odkrywający kolejne „oczywistości” wskażą nam nowe horyzonty? Grafenowa4 rewolucja zaszyła się w zaciszach laboratoriów. Grupa Azoty postanowiła dalej samodzielnie rozwijać ideę wytwarzania i rozpowszechniania tego niezwykłego materiału. Czy na pewno znamy i wykorzystujemy w pełni potencjał tego materiału? A jeśli tak, w jaki sposób może nam pomóc we wdrażaniu trendu pro-wodór?

EN

Hydrogen atom is the simplest atomic construction. When looking at abundance of the elements, we may state that hydrogen is the element, occurring in the Universe in the greatest quantities. Its structure is composed of one proton and molecular cloud, the particles of which surround its centre. It is so simple... Hydrogen on the Earth is entrapped in a form of H2 O, ammonia NH3 and hydrocarbons. Its high quantities appear in a form of methane CH4 , especially, in methane hydrates2 [25]. It is a very interesting source of hydrogen but the question arises: shall we be successful? Whether the humanity – a new Skłodowska-Curie or a new Maxwell 3 – when discovering the successive “obviousness” – will point out to the new horizons? Graphene4 revolution has been hidden in laboratories. The “Azoty” Group (Poland) decided to develop independently the idea of production and popularization of this unusual material. Are we sure that we know and utilize fully a potential of the discussed material? If so, how can it help us to introduce the pro-hydrogen trend?

7

Elastyczne ogniwa fotowoltaiczne na bazie materiałów dwuwymiarowych i ich hybryd

Kowalczyk Paweł J., Krukowski Paweł, Kowalczyk Dorota A., Pabianek Katarzyna, Lutsyk Iaroslav, Rogala Maciej, Dąbrowski Paweł, Busiakiewicz Adam, Piskorski Michał, Kozłowski Witold, Łuszczyńska Beata, Udovytska Ruslana, Jung Jarosław, Ulański Jacek, Baranowski Jacek, Brown Simon A., Bian Guang

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 2

117--120

PL

Elektrody w elastycznych ogniwach fotowoltaicznych wymagają zastosowania materiałów charakteryzujących się przezroczystością, przewodnością i elastycznością. Wszystkie te cechy wydaje się spełniać grafen, w oparciu o który udało nam się skonstruować anodę. Pokazujemy, że zwiększenie pracy wyjścia grafenu możliwe było dzięki dodatkowej warstwie tlenków molibdenu lub renu oraz że pojedyncza warstwa krystaliczna MoO3-x może podnieść pracę wyjścia grafenu dzięki czemu istnieje realna szansa na jego zastosowanie w elektronice.

EN

The electrodes used for flexible photovoltaic cells require materials that are transparent, conductive and flexible. All these features seem to be met by graphene, on the basis of which we were able to construct the anode. Here we show that increase of the graphene work function is possible using an additional layer of molybdenum or rhenium oxides. Moreover, we show that a single crystalline layer of MoO3-x can increase the work function of the graphene. In consequence there is a real chance for practical applications of graphene in electronics.

8

Technologie produkcji grafenu, potencjał wdrożeniowy a uwarunkowania rynkowe

Gradecka Aleksandra, Strzelecki Michał, Wojciechowski Karol

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2022

|

nr 1-2

5--14

PL

W ostatnich latach dokonano wielu przełomowych odkryć w obszarze badań nad grafenem oraz metodach jego produkcji. Ten dwuwymiarowy materiał ma wiele unikalnych właściwości, budzących zainteresowanie ośrodków naukowych oraz koncernów przemysłowych, przekładające się na udział w badaniach nad rozwojem zastosowań tego materiału. Pomimo faktu, iż grafen ma cechy, mogące zrewolucjonizować dziedzinę materiałoznawstwa, technologia jego produkcji na skalę przemysłową nadal stanowi wyzwanie. W artykule przedstawiono informacje, dotyczące właściwości oraz metod produkcji grafenu. Zaprezentowano także przegląd możliwości jego zastosowań, potencjał wdrożeniowy oraz krótką analizę otoczenia rynkowego. Prace B+R prowadzone są w największych ośrodkach naukowych na świecie, w tym w Europie, USA oraz krajach azjatyckich. W pracy wskazano również na badania prowadzone w Polsce. Zauważono konieczność dalszego rozwoju ze względu na wciąż występujące problemy na poziomie masowej produkcji oraz optymalizacji kosztów.

EN

In recent years, many breakthroughs have been made in the field of graphene research and the methods of its production. This two-dimensional material has many unique properties arousing the interest of research centers and industrial concerns on the development and implementation of graphene. Despite the fact that graphene has features that could revolutionize the field of materials science, the technology of its industrial production is still challenging. The article collects information on the properties and methods of graphene production. Authors presented an overview of the possible graphene applications, implementation potential and short analysis of the market environment. R&D works are carried out in the largest research centers in the world, including Europe, USA and Asian countries. The article also indicates research conducted in Poland. The need for further development was noticed due to problems at the level of mass production and cost optimization.

9

Primary nonlinear damped natural frequency of dielectric composite beam reinforced with graphene platelets (GPLs)

Qian Qiangfei, Wang Yu, Zhu Fan, Feng Chuang, Yang Jie, Wang Shuguang

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2022

|

Vol. 22, no. 1

art. no. e53, 2022

EN

The present study deals with the primary damped natural frequency of dielectric composite beam reinforced with graphene platelet (GPL). The beam is subjected to pre-stress in the longitudinal direction and external electrical loading throughout the beam thickness direction for tuning the frequency characteristics. The material properties of the composites required for structural analysis are determined by effective medium theory (EMT) and rule of mixture. Using Timoshenko beam theory and Hamilton’s principle, the governing equations for damped nonlinear free vibration of the beam are derived and solved numerically by differential quadrature (DQ) and direct iterative methods. The effects of the attributes of the electrical loading and the GPL fillers on the damped free vibration characteristics are investigated. The analysis shows that when the GPL concentration is greater than the percolation threshold, the voltage of the electrical loading and GPL aspect ratio start to play a vital role in the damped vibration. The nonlinear damped frequency of the hinged-hinged (H–H) beam decreases by 83.8% when the voltage increases from 0 to 30 V. It is found that there exist two critical AC (alternating current) frequencies, i.e., approximate 10−3 Hz and 102 Hz, around which the primary damped natural frequency has a sudden jump as AC frequency either slightly increases or decreases. The vibration characteristics presented demonstrate the potential of developing smart composite structures whose vibration characteristics can be actively tuned by changing the attributes of the applied electrical loading.

10

Testing of Sinters Made of Copper Powders Coated with Carbon Structure Containing Graphene

Rajkowski Kamil, Majewski Tomasz

Problemy Mechatroniki : uzbrojenie, lotnictwo, inżynieria bezpieczeństwa

|

2021

|

Vol. 12, Nr 2 (44)

75--90

EN

This paper presents the results of preliminary tests on specimens made from mixtures of dendritic copper powder (CuE) with the graphene-coated copper powder (CuG) in a range from 20% to 100% (CuG). The properties of the powder mixtures, green compacts and sinters were determined. To study the properties of the powder mixtures, the following tests were carried out: a measurement of the CuG powder grain size after the grinding process, measurements of the bulk density and tap density of the prepared powder mixtures. The porosity of the produced green compacts and the sinters was calculated as well as the densification capabilities of the powder mixtures by die pressing, cold isostatic pressing and sintering in a reducing atmosphere were tested. Moreover, the nature of the porosity formation was analysed using an optical microscope and the Brinell hardness was determined. The measured Brinell hardness was in the range of 17 HB for sinters made from CuG to 34 HB for sinters made from a 20% CuG powder mixture. More than six hundred measurements that were made in this study show that the high CuG content in the powder mixture reduces the hardness of the sinters as well as increase their porosity.

PL

W artykule zostały przedstawione wyniki wstępnych badań próbek wykonanych z mieszanin proszku miedzi dendrytycznej (CuE) z proszkiem miedzi pokrytym strukturą węglową zawierającą grafen (CuG) w przedziale od 20% do 100% (CuG). W ramach badań określone zostały właściwości mieszaniny proszków, wyprasek oraz spieków, składające się na opis badanego materiału. W celu zbadania właściwości mieszanin proszków zostały wykonane następujące badania: pomiar wielkości ziaren proszku CuG po procesie rozdrabniania, pomiar gęstości nasypowej oraz nasypowej z usadem przygotowanych mieszanin. Obliczono porowatość wytworzonych wyprasek, a następnie spieków oraz sprawdzono możliwości zagęszczania się otrzymanych mieszanin poprzez zastosowanie prasowania matrycowego, prasowania izostatycznego na zimno oraz spiekania w atmosferze redukującej. Dokonano również analizy powierzchni wykonanych próbek pod kątem charakteru powstałych porów za pomocą mikroskopu optycznego oraz określono twardość próbek metodą Brinella. Zmierzona twardość próbek mieści się w zakresie od 17HB dla spieków wykonanych wyłącznie z CuG do 34HB dla spieków wykonanych z mieszanki zawierającej 20% CuG. W ramach badań wykonanych zostało ponad sześćset pomiarów, których wyniki pokazują, że duża zawartość CuG w mieszaninie proszkowej zmniejsza twardość otrzymanych z niej spieków oraz zwiększa ich porowatość.

11

We have hydrogen and what next?

Klima Kinga, Sikora Mateusz P., Sikora Andrzej P.

Polish Technical Review

|

2021

|

No. 1

10--14

EN

Hydrogen atom is the simplest atomic construction. When looking at abundance of the elements, we may state that hydrogen is the element, occurring in the Universe in the greatest quantities. Its structure is composed of one proton and molecular cloud, the particles of which surround its centre. It is so simple... Hydrogen on the Earth is entrapped in a form of H2 O, ammonia NH3 and hydrocarbons. Its high quantities appear in a form of methane CH4 , especially, in methane hydrates2 [25]. It is a very interesting source of hydrogen but the question arises: shall we be successful? Whether the humanity – a new Skłodowska-Curie or a new Maxwell 3 – when discovering the successive “obviousness” - will point out to the new horizons? Graphene4 revolution has been hidden in laboratories. The “Azoty” Group (Poland) decided to develop independently the idea of production and popularization of this unusual material. Are we sure that we know and utilize fully a potential of the discussed material? If so, how can it help us to introduce the pre-hydrogen trend?

PL

Atom wodoru jest najprostszą konstrukcją atomową. Patrząc na abundancję pierwiastków - wodór jest pierwiastkiem występującym we Wszechświecie w największej ilości. Na jego strukturalną budowę składa się jeden proton i obłok cząstek materii, które otaczają jego centrum. Takie to proste… Wodór na Ziemi jest uwięziony w postaci wody H2 O, amoniaku NH3 oraz węglowodorów. Dużo go w postaci metanu CH4 , a szczególnie w hydratach metanu2 [25]. Bo to bardzo ciekawe źródło wodoru, tylko czy się nam uda? Czy ludzkość - nowa Skłodowska-Curie czy nowy Maxwell3 - odkrywający kolejne „oczywistości” wskażą nam nowe horyzonty? Grafenowa4 rewolucja zaszyła się w zaciszach laboratoriów. Grupa Azoty postanowiła dalej samodzielnie rozwijać ideę wytwarzania i rozpowszechniania tego niezwykłego materiału. Czy na pewno znamy i wykorzystujemy w pełni potencjał tego materiału? A jeśli tak, w jaki sposób może nam pomóc we wdrażaniu trendu pro-wodór?

12

Effects of carbon nanotubes and graphene on the structure and properties of natural rubber

Sui Jinyong, Gu Zheng, Zhang Xiaoyi, Li Zhenxu, Song Lining, Yang Lina, Wang Ning

Polimery

|

2021

|

T. 66, nr 4

217--223

EN

Natural rubber (NR) is an important strategic material for national defense industry. It is also used in the food industry and medicine. However, due to the unsaturated double bond, its aging resistance, mechanical properties and solvent resistance are very poor. In order to improve these properties, carbon nanotubes (CNTs) and reduced graphene oxide (rGO) were used, added at 1 : 1 ratio. The NR/CNTs/rGO nanocomposites were obtained by mechanical mixing aft er adding 1, 2, 3 and 4 phr of fi ller. The infl uence of the fi ller content on the structure (TEM), vulcanization properties, abrasion and solvent resistance, mechanical properties, dynamic mechanical properties (DMA) and thermal properties (TGA) of nanocomposites was investigated. Increasing the content of CNTs/rGO increased the crosslinking density of the composites. TEM studies showed that CNTs and graphene sheets were evenly dispersed throughout the NR matrix. They also had good compatibility with the rubber matrix. The addition of CNTs and graphene increased the abrasion and solvent resistance as well as improved the mechanical properties. TGA analysis showed that the nanocomposites had excellent thermal stability. The best properties were obtained with the CNTs/rGO content of 2 phr.

PL

Kauczuk naturalny (NR) stanowi ważny materiał strategiczny dla przemysłu obronnego. Znajduje również zastosowanie w przemyśle spożywczym i medycynie. Jednak obecność w cząsteczce nienasyconych podwójnych wiązań powoduje osłabienie jego odporności na starzenie, pogorszenie wytrzymałości mechanicznej i odporności na działanie rozpuszczalników. W celu poprawy tych właściwości do kauczuku naturalnego wprowadzono nanorurki węglowe (CNTs) i zredukowany tlenek grafenu (rGO), dodawane w stosunku 1 : 1. Nanokompozyty NR/CNTs/rGO otrzymywano metodą mechanicznego mieszania NR z 1, 2, 3 lub 4 phr napełniacza (CNTs/rGO). Zbadano wpływ zawartości dodatku na strukturę (TEM), właściwości wulkanizacyjne, właściwości mechaniczne, odporność na ścieranie i działanie rozpuszczalnika, dynamiczne właściwości mechaniczne (DMA) i właściwości termiczne (TGA) wytworzonych kompozytów. Zwiększenie udziału CNTs/rGO powodowało zwiększenie gęstości usieciowania kompozytów. Z badań TEM wynika, że cząstki CNTs i grafenu były równomiernie rozproszone w osnowie NR i wykazywały dobrą kompatybilność z kauczukiem naturalnym. Dodatek CNT i grafenu zwiększył odporność na ścieranie i działanie rozpuszczalników oraz poprawił właściwości mechaniczne naturalnego kauczuku. Na podstawie analizy TGA stwierdzono, że nanokompozyty charakteryzowały się doskonałą stabilnością termiczną. Najlepszymi właściwościami użytkowymi odznaczały się kompozyty NR zawierające 2 phr CNTs/rGO.

13

Studies on the development of a novel UV-LED strip photocatalytic reactor and performance on dye removal

Sundar Kaviya Piriyah, Kanmani Sellapa

Environment Protection Engineering

|

2021

|

Vol. 47, nr 2

31--47

EN

The challenges of photocatalytic reactor design are addressed in the present study, focusing on developing novel reactor configurations for uniform light intensity, high photon, and mass transfer efficiencies. This work developed a scalable compact UV-LED strip photocatalytic reactor comprising of a quartz tube placed inside the aluminum shell. The light source, i.e., 300 LEDs (lambda max = 365 nm) circumferentially disposed in the inner walls of shell and reactor's performance was evaluated for 3.12 x10-5 mol/dm3 methylene blue for 80% dye removal in 60 min for optimized conditions. Hydrodynamic cavities were induced by the constricted geometry and inlet pressure, which may increase the dye removal. Actinometry was performed and photonic efficiency was evaluated to be 25%, which proves that the present reactor is an efficient configuration allowing maximum dye degradation.

14

Wpływ dodatku tlenku grafenu na poprawę właściwości betonu

Wydra Małgorzata, Szulc Hubert

Cement Wapno Beton

|

2021

|

R. 26, nr 4

294--306

PL

Celem przeprowadzonych badań było wyjaśnienie, w jaki sposób dodanie tlenku grafenu do betonu wpływa na jego wybrane właściwości, a mianowicie: wytrzymałość na ściskanie, rozciąganie oraz zginanie, przepuszczalność powietrza, sorpcyjność, nasiąkliwość, mrozoodporność i przewodnictwo ciepła. W analizowanych seriach próbek stwierdzono, że dodatek tlenku grafenu w większości przypadków zmniejszał wytrzymałość na ściskanie. Jednak równocześnie poprawiał wybrane właściwości, a przede wszystkim wytrzymałość na zginanie – poprawa o 7%, i na rozciąganie – poprawa o 6%, w przypadku betonu z dodatkiem 0,005% tlenku grafenu. Jako planowany zakres badań zaproponowano analizy mieszanek betonowych o większej płynności i metody uśredniania mieszanek.

EN

The aim of the research was to explain how the addition of graphene oxide [GO] to concrete influences performance parameters such as compressive, tensile, and flexural strength, air permeability, sorptivity, absorbability, frost resistance, and thermal conductivity. It was found that the addition of GO in most cases decreased the compressive strength. Nevertheless, an improvement of selected parameters has been observed, eg, an increase in flexural strength by 7% and a split tensile strength by 6% for concrete with GO in the content of 0.005%. Concrete mixes with higher fluidity and improvement of homogenization procedures are suggested for future research areas.

15

Optimizing the mechanical properties of 3D-printed PLA-graphene composite using response surface methodology

El Magri A., Vaudreuil S.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2021

|

Vol. 112, nr 1

13--22

EN

Purpose: This work aims to study the relationship between various processing parameters to fabricate PLA-graphene based 3D parts with high mechanical properties. The selected parameters in this study are known for their critical impact on the final properties of printed parts. Design/methodology/approach: Three key printing parameters are simultaneously studied in a systematic manner using central composite design (CCD). The selected printing parameters are printing temperature, printing speed, and layer thickness. Findings: Through a variance analysis, all tested printing parameters significantly impact the final properties of printed PLA-graphene’s parts. A response surface methodology (RSM) was also applied to analyse the results and to optimize the tensile and the flexural properties. According to this latter methodology, the optimum factor levels are found at 200°C printing temperature, 34.65 mm s-1 printing speed and 0.2 mm layer thickness. Research limitations/implications: Results indicate that layer thickness and printing speed are the dominant contributors to tensile and flexural properties. Originality/value: As one of the few polymers loaded with nanoparticles available, polylactic acid (PLA) reinforced graphene was selected in this study as a base material for FFF 3D printing process. A response surface methodology was applied to analyse the results and to maximize the tensile and flexural properties of 3D printed PLA-graphene composite.

16

Graphene Polymer Composites: Art of Review on Fabrication Method, Properties, and Future Perspectives

Niyobuhungiro Daniel, Hong Liu

Advances in Science and Technology. Research Journal

|

2021

|

Vol. 15, no 1

37--49

EN

Graphene has shown unique properties and introduced new challenges to light materials applicable in different areas. In addition to the polymer, it has brought materials with marvelous properties: mechanical, electrical, thermal, and related to conductivity. Different methods were discovered to produce good nanocomposites. This review summarized those methods, as well as discussed the properties of graphene combined with different kinds of polymers. Furthermore, the different factors affecting graphene reinforced polymer nanocomposites were studied. In the end, the challenges and future prospects for graphene polymer nanocomposites were considered.

17

Preparation and evaluation of conductive polymeric composite from metals alloys and graphene to be future flexible antenna device

Abdelrahman Ameen, Erchiqui Fouad, Nedil Mourad

Advances in Materials Science

|

2021

|

Vol. 21, nr 4(70)

34--52

EN

Every year hundreds of serious accidents and catastrophic are accompanied by mining sector services as disaster, flooding, and demolition. To reduce the severity of the results such as high death numbers, lost communication inner and out mining, we have to find an easy way to improve communication means during that problems. In this paper, we reach out to fabricate durable, flexible, and wearable chaps, in addition to an easier carrier with highly efficient receiving and sending a signal at 2.4 GHz broad wide band. By doping a bunch of unique conductive metals (silver, copper, and gallium indium alloy) assembled on Graphene, its integration inside Polydimethylsiloxane to be future applicable antenna. Furthermore, we studied the physical and electric properties of a composite including Electrochemical Impedance properties (EIS), cyclic voltammetry (CV), and its thermal stability chip (DSC), as well as, using Transmission electron microscopy (TEM), and, scanning electron microscopy (SEM) techniques to clarify the surface morphology of fabricated materials. In addition to various measurements had been carried out such as Ultraviolet-visible, inductively coupled plasma (ICP) spectroscopy, and Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDX) to reinforce and elucidate the solid-state of ions inside fabricated Antenna. On the other hand, throughout stress-strain for the stretchability of fabricated is expanded to 30% of its original length, in addition to thermal stability reached to 485°C compared to pure PDMS substrate, with enhancing electric conductivity of composite ship.

18

Analysis of the antibacterial properties of polycaprolactone modified with graphene, bioglass and zinc-doped bioglas

Hajduga Maciej B., Bobiński Rafał, Dutka Mieczysław, Ulman-Włodarz Izabela, Bujok Jan, Pająk Celina, Ćwiertnia Michał, Kurowska Anna, Dziadek Michał, Rajzer Izabella

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2021

|

Vol. 23, no. 2

131--138

EN

Purpose: Innovative biomedical filaments for 3D printing in the form of short and biodegradable composite sticks modified with various additives were used to prepare biomaterials for further nasal implants. As the respiratory tract is considered to be potentially exposed to contamination during the implantation procedure there is a need to modify the implant with an antibacterial additives. The purpose of this work was to analyze the effect of biodegradable polymer – polycaprolactone (PCL) modification with various additives on its antibacterial properties. Methods: PCL filament modified with graphene (0.5, 5, 10% wt.), bioglass (0.4% wt.) and zinc-doped bioglass (0.4% wt.) were used to print spatial biomaterials using FDM 3D printer. Pure polymer biomaterials without additives were used as reference samples. The key task was to assess the antimicrobial impact of the prepared biomaterials against the following microorganisms: Staphylococcus aureus ATCC 25293, Escherichia coli ATCC 25922, Candida albicans ATCC 10231. Results: The research results point to a significant antibacterial efficacy of the tested materials against S. aureus and C. albicans, which, however, seems to decrease with increasing graphene content in the filaments. A complete lack of antibacterial efficacy against E. coli was determined. Conclusions: The tested biomaterials have important antibacterial properties, especially against C. albicans. The obtained results showed that biomaterials made of modified filaments can be successfully used in implantology, where a need to create temporary tissue scaffolds occurs.

19

Molecular Dynamics Simulations of Thermal Conductivity of Penta-Graphene

Muna Isyna, Winczewski Szymon

TASK Quarterly : scientific bulletin of Academic Computer Centre in Gdansk

|

2020

|

Vol. 24, No 3

191--220

EN

The thermal conductivity of penta-graphene (PG), a new two dimensional carbon allotrope and its dependence on temperature, strain, and direction are studied in this paper. The thermal conductivity of PG is investigated using a non-equilibrium molecular dynamics simulation (NEMD) with the Two Region Method by applying the optimized Tersoff interatomic potential. Our study shows that the thermal conductivity of PG (determined for the [100] direction) at the room temperature of 300 K is about 18.7 W/(m K), which is much lower than the thermal conductivity of graphene. As the temperature increases, the thermal conductivity of PG is decreasing because, unlike graphene, PG has lower phonon group velocities and few collective phonon excitations. The obtained dependence of the thermal conductivity on the temperature can be described as κ ∼ T −0.32. For the [110] direction the thermal conductivity at the room temperature of 300 K is very similar: about 17.8 W/(m K). In this case, the temperature dependence follows the κ ∼ T −0.3 relation. Our investigations reveal that the thermal conductivity of PG is isotropic, meaning that heat transport behavior is independent of the heat flow direction. Our results indicate that the thermal conductivity of PG depends in an interesting way on the applied strain: nonmonotonic up-and-down behavior is observed. The thermal conductivity increases between strains from 0% up to 12.5%, and it decreases above a strain of 12.5%. Our investigation highlights the fascinating thermal transport properties of penta-graphene. The ultra-low thermal conductivity, the decreasing thermal conductivity with the increasing temperature, and the ultra-high mechanical strength of PG show that PG possesses a great potential in thermoelectric and nanomechanics applications. We hope that these findings, made by means of simulations, will become a bridge to inspire and encourage the experimental works, especially in the synthesis of PG.

20

Tlenek grafenu - nanomateriał do wytwarzania półprzepuszczalnych membran

Bodzek Michał, Konieczny Krystyna

Instal

|

2020

|

nr 1

40--44

PL

W artykule przedstawiono metody syntezy membran kompozytowych opartych na grafenie, ich właściwości i możliwości aplikacyjne. Omówiono również funkcje chemiczne i fizyczne pochodnych grafenu, które wpływają na efektywność odsalania wody i właściwości anty-foulingowe. Przedstawiono metody funkcjonalizacji grafenu i jego pochodnych, zwiększające stabilność warstwy aktywnej, retencję soli, przepuszczalność wody, oraz mechanizm transportu jonów i zmniejszania foulingu. Membrany wykonane z tych materiałów pozwalają na osiągnięcie znacznie wyższego strumienia wody/permeatu niż stosowane obecnie poliamidowe cienkowarstwowe membrany kompozytowe.

EN

In this paper methods of synthesis of membranes containing graphene and its derivatives, their properties and application areas are discussed. Chemical and physical functions of graphene and graphene oxide influencing water desalination efficiency and antifouling properties are also described. The article shows the methods of graphene functionalization and its derivatives, increasing the stability of the active layer, salt retention, permeability of water and the ion transport mechanism and reduction of fouling. Membranes made of these materials enable to obtain significantly higher water/permeate fluxes than in the case of currently used thin film composite polyamide membranes.