Effect of cerium oxide on the precipitation of silver nanoparticles in femtosecond laser irradiated silicate glass

We investigated the effect of cerium oxide on the precipitation of Ag nanoparticles in silicate glass via a femtosecond laser irradiation and successive annealing. Absorption spectra show that Ce3+ ions may absorb part of the laser energy via multiphoton absorption and release free electrons, resulting in an increase of the concentration of Ag atoms and a decrease of the concentration of hole-trapped color centers, which influence precipitation of the Ag nanoparticles. In addition, we found that the formed Ag-0 may reduce Ce4+ ions to Ce3+ ions during the annealing process, which inhibits the growth of the Ag nanoparticles.

Infrared luminescence properties of bismuth-doped barium silicate glasses

Infrared (IR) luminescence covering 1.1 to similar to 1.6 mu m wavelength region was observed from bismuth-doped barium silicate glasses, excited by a laser diode at 808 nm wavelength region, at room temperature. The peak of the IR luminescence appears at 1325 nm. A full width half-maximum (FWHM) and the lifetime of the fluorescence is more than 200 nm and 400 mu s, respectively. The fluorescence intensity increases with Al2O3 content, but decreases with BaO content. We suggest that the IR luminescence should be ascribed to the low valence state of bismuth Bi2+ or Bi+, and Al3+ ions play an indirect dispersing role for the infrared luminescent centers.

Optical properties of transparent alkali gallium silicate glass-ceramics containing Ni2+-doped beta-Ga2O3 nanocrystals

Broadband near-infrared (IR) luminescence in transparent alkali gallium silicate glass-ceramics containing N2+-doped beta-Ga2O3 nanocrystals was observed. This broadband emission could be attributed to the T-3(2g) (F-3) -> (3)A(2g) (F-3) transition of octahedral Ni2+ ions in glass-ceramics. The full width at half-maximum (FWHM) of the near-IR luminescence and fluorescent lifetime of the glass-ceramic doped with 0.10 mol% NiO were 260 nm and similar to 1220 mu s, respectively. It is expected that transparent Ni2+-doped beta-Ga2O3 glass-ceramics with this broad near-IR emission and long fluorescent lifetime have potential applications as super-broadband optical amplification media.

Avaliação das propriedades de barreira a gases de membranas obtidas a partir de dispersões aquosas à base de poliuretanos e argila

Materiais nanoestruturados têm recebido destaque na comunidade científica, destacando-se, dentre eles, os nanocompósitos à base de polímeros e argila. Quando esses materiais são obtidos no estado líquido, ressalta-se também o uso de água em substituição a solventes orgânicos, devido a questões ambientais. Neste trabalho foram sintetizadas dispersões aquosas à base de poliuretanos (WPUs) e argila hidrofílica do tipo montimorilonita (MMT) de natureza sódica, com o objetivo de avaliar as propriedades de barreira a gases conferidas pela presença de argila e pela variação nas proporções entre os segmentos flexíveis poli(glicol propilênico) (PPG) e o copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG). Os monômeros empregados na síntese foram: poli(glicol propilênico) (PPG); copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 7% de EG; ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e etilenodiamina (EDA), como extensor de cadeia. Foram sintetizadas dispersões aquosas com e sem a presença de argila, fixando-se a razão entre o número de equivalentes-grama de grupos diisocianato e hidroxila (razão NCO/OH) em 1,5. Nas formulações foi variado também o teor de argila em relação à massa de prepolímero em 0,5% e 1%. Foi adicionada uma etapa de agitação adicional com dispersor Turrax em algumas formulações. A argila foi previamente deslaminada em água deionizada e incorporada à formulação na etapa da dispersão do prepolímero. As dispersões foram avaliadas, quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partícula e viscosidade aparente. Os filmes vazados a partir das dispersões foram caracterizados por espectrometria na região do infravermelho (FTIR) e permeabilidade ao CO2. A resistência térmica dos filmes foi determinada por termogravimetria (TG). Foram observadas modificações nas propriedades dos filmes obtidos com a inserção da argila e com a variação no teor de segmentos à base de poli(glicol etilênico). A inserção da argila promoveu uma melhoria na resistência térmica das membranas bem como uma redução na permeabilidade das mesmas. Foi observado um aumento na permeabilidade das membranas obtidas a partir das formulações com maior percentual de copolímero (EG-b-PG), com e sem argila.

Nanocompósitos de elastômero termoplástico à base de PP/EPDM/argila organofílica

Neste trabalho foram preparados nanocompósitos de elastômeros termoplásticos à base de PP/EPDM/argila organofílica. Foram utilizados como agentes interfaciais polipropileno e terpolímero de etileno-propileno-dieno ambos modificados com grupos anidrido maleico, PP-MA e EPDM-MA, respectivamente. Dois tipos de argila organofílica, que se diferenciam pela estrutura química do surfactante e conseqüentemente pela estabilidade térmica, foram empregados como carga inorgânica. Os nanocompósitos foram preparados pela técnica de intercalação por fusão em câmara interna de mistura e a incorporação da argila foi feita pela adição de masterbatches previamente preparados. Foram investigadas as propriedades de tração, reométricas e ainda a morfologia (cristalinidade e estrutura obtida) dos nanocompósitos a fim de estabelecer a influência do tipo e quantidade de argila organofílica e agente interfacial. Os resultados mostraram que a adição de agente interfacial melhorou a dispersão da argila organofílica na matriz de PP/EPDM, particularmente o PP-MA. Foram obtidos nanocompósitos com estruturas mistas intercaladas e esfoliadas, que resultaram em maiores valores de módulo de elasticidade e manutenção dos valores de deformação. As propriedades reométricas confirmaram o maior grau de dispersão da argila organofílica em nanocompósitos contendo PP-MA. Teores crescentes de argila reduziram a cristalinidade dos nanocompósitos, os quais quando reprocessados, mantiveram as características inerentes ao TPE de origem. Por fim, a estrutura do surfactante presente

Improved fluorescence from Tm3+/Er3+/Ce3+ triply doped bismuth-silicate glasses for S+C-bands amplifiers

Fluorescence of Tm3+/Er3+ codoped bismuth-silica (BS) glasses and the sensitization of Ce3+ are investigated. It shows that Ce3+ codoping with Tm3+/Er3+ in BS glasses results in a quenching of Tm3+ ion emission from F-3(4) to the H-3(6) level. Consequently, the 1.47 mu m emission occurs after the population inversion between the H-3(4) and F-3(4) levels. Furthermore, the codoped glasses show the broad emission spectra over the whole S and C bands with full-width at half-maximum (FWHM) up to about 119nm, as it combines 1.55 mu m emission band of Er3+ with 1.47 mu m emission band of Tm3+ under 800nm excitation.

Tenacificação em Nanocompósitos de Poliamida 6 e Argila

Nanocompósitos de poliamida 6 (PA6) e montmorilonita modificada com sal de amônio quaternário têm sido estudados, visando melhorar as propriedades térmicas e mecânicas. De fato os efeitos da nano-escala e da interação carga-matriz resultam em maior módulo de elasticidade e resistência à tração, porém a deformação é reduzida. Assim, nesse trabalho, optou-se por adicionar elastômeros, terpolímero de etileno-propileno-dieno (EPDM) e terpolímero de etileno-propileno-dieno modificado com anidrido maleico (EPDM-MA), ao sistema PA 6/argila organofílica para recuperar os valores de deformação. Foi utilizada montmorilonita modificada com cloreto de dimetildioctadecil amônio. A intercalação por fusão foi realizada em câmara interna de mistura. Além das propriedades mecânicas, térmicas e reológicas, foram investigadas as modificações na cristalinidade da fase PA-6 em função da adição da argila modificada, EPDM e EPDM-MA, detectando-se as variações no grau de cristalinidade e nas temperaturas de fusão e cristalização. Os difratogramas de raios-x revelaram ocorrência de intercalação/esfoliação e também modificação da forma cristalina da PA 6, indicando a formação do cristal gama

Optical spectroscopy and energy transfer of Er3+/Ce3+ in B2O3-doped bismuth-silicate glasses

Ce3+ and B2O3 are introduced into erbium-doped Bi2O3-SiO2 glass to enhance the luminescence emission and optic spectra characters of Er3+. The energy transfer from Er3+ to Ce3+ will obviously be improved with the phonon energy increasing by the addition of B2O3. Here, the nonradiative rate, the lifetime of the I-4(11/2) -> I-4(3/2) transition, and the emission intensity and bandwidth of the 1.5 mu m luminescence with the I-4(13/2) -> I-4(5/2) transition of Er3+ are discussed in detail. The results show that the optical parameters of Er3+ in this bismuth-borate-silicate glass are nearly as good as that in tellurite glass, and the physical properties are similar to those in silicate glass. With the Judd-Ofelt and nonradiative theory analyses, the multiphonon decay and phonon-assisted energy-transfer (PAT) rates are calculated for the Er3+/Ce3+ codoped glasses. For the PAT process, an optimum value of the glass phonon energy is obtained after B2O3 is introduced into the Er3+/Ce3+ codoped bismuth-silicate glasses, and it much improves the energy-transfer rate between Er3+ I-4(11/2)-I-4(13/2) and Ce3+ F-2(5/2) -> F-2(7/2), although there is an energy mismatch. (c) 2007 Optical Society of America.