Hydrogen storage in magnesium clusters: quantum chemical study

Magnesium hydride is cheap and contains 7.7 wt % hydrogen, making it one of the most attractive hydrogen storage materials. However, thermodynamics dictate that hydrogen desorption from bulk magnesium hydride only takes place at or above 300 degrees C, which is a major impediment for practical application. A few results in the literature, related to disordered materials and very thin layers, indicate that lower desorption temperatures are possible. We systematically investigated the effect of crystal grain size on the thermodynamic stability of magnesium and magnesium hydride, using ab initio Hartree-Fock and density functional theory calculations. Also, the stepwise desorption of hydrogen was followed in detail. As expected, both magnesium and magnesium hydride become less stable with decreasing cluster size, notably for clusters smaller than 20 magnesium atoms. However, magnesium hydride destabilizes more strongly than magnesium. As a result, the hydrogen desorption energy decreases significantly when the crystal grain size becomes smaller than approximately 1.3 nm. For instance, an MgH2 crystallite size of 0.9 nm corresponds to a desorption temperature of only 200 degrees C. This predicted decrease of the hydrogen desorption temperature is an important step toward the application of Mg as a hydrogen storage material.     

Der Dreistoff: Thorium-Bor-Kohlenstoff

Zusammenfassung Der Dreistoff: Th–B–C wird mittels gesinterter und geschmolzener Proben röntgenographisch untersucht; eine Aufteilung der Phasenfelder wird gegeben. Es treten mindestens vier ternäre Verbindungen auf: ThB₂C, ThBC, ThBC₂ und Th₂BC₂. Ein Strukturvorschlag für ThB₂C, hexagonal mit C 32-ähnlichem Typ, wird gemacht. Th₂BC₂ ist an Luft unbeständig, während sich die übrigen ternären Phasen als verhältnismäßig stabil erweisen.Mit 3 Abbildungen     

New complex borides with ReB2- and Mo2IrB2-type structure

The compound V_0.4Os_0.6B₂ was found to crystallize with ReB₂-type structure. V₂OsB₂, Mo₂OsB₂, and W₂OsB₂ are isotypic with the crystal structure of Mo₂IrB₂. The crystal chemistry of complex borides with ReB₂- and Mo₂IrB₂-type structure is discussed.     

Eine σ-Phase im System Chrom—Molybdän—Silicium

A ternary σ-phase (Cr_0.39–0.57Mo_0.47–0.29Si_0.14) has been detected in the chromium—molybdenum—silicon system at 1500 °C. The novel σ-phase, which displays only a small degree of ordering, undergoes eutectoid decomposition at ca. 1200 °C, into (Cr, Mo)+(Cr,Mo)₃Si. The relative stability bility of the ternary σ-phase and the non-existing binary σ-phases (Cr?Si, Mo?Si) were estimated from the observed equilibria. With respect to the coexistent phases there is an amount of 2500 cal/g atom metal necessary for stabilizing of the ternary σ-phases at 1500 °C. The slight deviation from completely random distribution reflects on the entropy change and there is fair agreement with the entropy change calculated from the temperature dependency of ΔG _{z, σ}.     

Small changes with big effects: Tuning polymer properties with supramolecular interactions

For biological polymers like DNA and proteins, supramolecular interactions dictate the folding and assembly of the polymer chains. Advances in synthetic polymer chemistry enable the synthesis of polymers of defined length and composition, but the field has yet to reach the same level of sophistication as nature's polymers. However, the incorporation of just a few supramolecular interactions into a synthetic polymer chain can drastically change the manner in which the polymer assembles and interacts, thereby altering the properties of a polymeric material. This highlight will focus on approaches wherein a low‐density of supramolecular functionalities (<10 wt %) were used per polymer chain. How the selection of the appropriate supramolecular functionality (based on the directionality and strength of the interaction), along with the location of these groups on a polymer chain, can afford a spectrum of material properties has been highlighted. At one end, the supramolecular motif can dramatically alter the elasticity of a material, and at the other, the motif can have a more subtle effect like increasing the stability of a micelle. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. J. Polym. Sci., Part A: Polym. Chem. 2016 , 54, 457–472     

Design of polymeric nanoparticles for the encapsulation of monoacylglycerol

Dextran-covered nanoparticles were produced by two different processes: emulsion/solvent evaporation and nanoprecipitation for the encapsulation of monomyristin. The inner core was formed by poly(lactic acid) or by a hydrophobically modified dextran (carrying n-decyl chains). According to the core materials and/or to the process, the average size of nanoparticles as well as the extent of aggregate formation was modulated. It was shown that the presence of monomyristin induced significant modifications on the characteristics of the resulting suspension (size and aggregate formation). Varying the matrix polymer as well as the amount of monomyristin in the feed allowed obtaining nanoparticles with convenient size. The use of hydrophobically modified dextran as the matrix material appeared promising.     

On the ΔI= 1/2 rule in the ΛN→NN reaction

It is shown that the mass dependence of the Λ-lifetime in heavy hypernuclei is sensitive to the ratio of neutron-induced to proton-induced non-mesonic decay rates R _n/R p. A comparison of the experimental mass dependence of the lifetimes with the calculated ones for different values of R _n/R p leads to the conclusion that this ratio is larger than 2 on the confidence level of 0.75. This suggests that the phenomenological ΔI= 1/2 rule might be violated for the nonmesonic decay of the Λ-hyperon. Received: 31 March 1999     

Untersuchungen im System Niob-Molybdän-Kohlenstoff

Zusammenfassung An Hand von druckgesinterten, vakuumgeglühten und lichtbogengeschmolzenen Legierungen wurde der Dreistoff Niob-Molybdän-Kohlenstoff röntgenographisch und metallographisch untersucht und eine Aufteilung der Phasenfelder bei 1900 bzw. 1500° vorgenommen.Die in den Randsystemen Niob-Kohlenstoff und Molybdän-Kohlenstoff auftretenden Phasen wurden bestätigt. Die Existenz der früher beschriebenen hexagonalen -MoC-Phase wird bestätigt, doch weist sie einen Kohlenstoffdefekt auf und entspricht der Formel Mo₃C₂. Der Homogenitätsbereich der B 1-Phase erstreckt sich von NbC bis rund 70 Mol% Mo₃C₂ (a=4,30 Å), in Schmelzproben bis 97 Mol% Mo₃C₂ (a=4,272 Å). Mo₂C vermag rund 30 Mol% Nb₂C aufzunehmen, während umgekehrt fast keine Löslichkeit besteht. Die Mischphasenbildung von Nb₂C und Mo₂C wird durch das Gleichgewicht B 1-Mk-Metall-Mk unterbrochen.Aus dem Konodenverlauf werden für die freie Bildungsenergie von MoC_1–x (Mo₃C₂) Werte zwischen 6 und 9 kCal/Mol (1850°C) errechnet. Auf Grund weiterer thermodynamischer Überlegungen werden Voraussagen für andere Carbidsysteme gemacht.Mit 10 Abbildungen     

Untersuchungen in den Systemen: Hafnium—Bor—Stickstof und Zirkonium—Bor—Stickstoff

Zusammenfassung Der Dreistoff Hf–B–N wird an heißgepreßten, vakuumgeglühten und zum Teil im Lichtbogen geschmolzenen Proben röntgenographisch und metallographisch untersucht, die Untersuchungen an Zr–B–N weitergeführt. Es tritt keine ternäre Phase auf, so daß die Aufteilung der Phasenfelder durch die Kristallarten der Randsysteme bestimmt wird. Besonderes Augenmerk wurde auf die Verhältnisse beim Monoborid gelegt. Das früher angegebene Monoborid HfB mit B 1-Struktur läßt sich bei extrem reinen Zweistoffproben nicht mehr beobachten, ein B 27-Typ ist dagegen nachweisbar. Die Gitterkonstanten sind:a=6,517,b=3,218,c=4,919 Å. Im Randsystem Hf–N tritt zwischen -Hf und HfN mindestens noch ein weiteres hafniumreiches Nitrid auf. In der kubischen HfN_1–x -Phase (Bereich 42 bis 52 At% N), können beträchtliche Mengen Stickstoff durch Bor unter Gitteraufweitung ausgetauscht werden. Der -HfMk nimmt nur wenig Bor auf. Die beiden Boridphasen haben praktisch keine Löslichkeit für Stickstoff. Die röntgenographischen Befunde werden durch Gefügeaufnahmen bestätigt.Im Randsystem Zr–B scheint die früher angegebene kubische ZrB-Hochtemperaturphase ebenfalls nicht zu existieren. Im Bereich von 50 At% B werden für das Bestehen einer Monoboridphase mit B 27-Struktur keine Anzeichen gefunden. ZrB₂ vermag kaum Stickstoff aufzunehmen. Der Bereich von Zr(N,B)_1–x wurde festgelegt, wobei durch den Stickstoffaustausch ebenfalls-Gitteraufweitung erfolgt. Der Homogenitätsbereich der ZrN_1–x Phase reicht von 35 bis 50 At% N.Mit 24 Abbildungen