Microsoft Word Ksi\271\277ka abstrakt\363w doc

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
 
209
T1: P–76 
Spectroscopic studies of membranes fabricated 
of the modified carbon nano-fibers 
 
Aleksandra Wesełucha-Birczyńska
1
, Elżbieta Długoń
2
, Krzysztof Morajka
1
, Marek 
Michalec
1
, and Marta Błażewicz
2
 
 
1 
Faculty of Chemistry, Jagiellonian University, Ingardena 3, Krakow, Poland,  
e-mail: [e-mail] 
2 
Faculty of Materials Science and Ceramics, AGH-University of Science and Technology, 
Mickiewicza 30, Kraków, Poland 
 
 
Carbon nanofibres are relatively new multifunctional materials that are extremely promising 
for a wide range of applications, medical, industrial and other [1–3]. Despite the literature and 
knowledge that has been developed in the field of carbon nanomaterial research, from the point 
of  view  of  medical  applications,  there  is  still  no  coherent  theory  that  explains  their  effects  on 
living organism. 
 
The  micro-Raman  spectra  of  three  membrane  samples  formed  of  carbon  nanofibers,  the 
reference, oxidized and heated to 2800°C were collected with Renishaw inVia spectrometer with 
442 nm, 514.5 nm and 785 nm laser lines as an excitation source. The X-ray diffraction data of 
these  membranes  were  collected  on  the  Philips  diffractometer  type  X’Pert  Pro  in  the  Bragg-
Brentano geometry, using CuKα radiation (λ = 0.154184 nm).  
 
Both  methods  show  the  effect  of  fabrication  and  modification  techniques  on  the  structure 
and ordering of the carbon membranes. 
 
The  degree  of  crystallinity  of  analyzed  membranes  was  estimated,  as  the  ratio  of  the 
intensity of respective Raman bands. Applying model of two band in the Raman spectra in the 
range  of  1800–900  cm
–1
,    the    D1/G  intensity  ratio  is  equal  to  1.05±0.06,  1.02±0.02,  and 
0.27±0.02 for reference membrane, oxidized and heated sample, respectively, for excitation line 
of  514.5  nm.  These  differences  introduced  by  treatment  of  the  membrane  are  also  seen  in 
parameter,  which  is  the  size  of  the  ordered  area  within  the  material.  Determined  size  of 
crystalline  domains  La  is  equal  to  16.13±0.8  nm,  16.45±0.25  nm,  and  60.94±5.15  nm  for 
reference  membrane,  oxidized  and  heated  sample,  respectively  [4].  These  data  indicate  that 
oxidation  introduces  some  structural  modification,  changes  fibers  alignment  but  the 
graphitization process changes significantly the molecular arrangement in the material [5].  
 
The resulting diffractive images indicate a clear effect of the chemical and thermal treatment 
on  the  studied  membranes.  Oxidation  seems  to  lead  to  partial  amorphization  of  material  as 
indicated by the appearance of characteristic amorphous hump, while heated sample shows the 
appearance of different crystalline phase. The emerging new phase reveals a different crystalline 
character. The width and shape of new peak indicate changes at the nanostructural level. 
 
 
Keywords: carbon nano-fibre; Raman microspectroscopy; X-ray diffraction  
 
Acknowledgment 
This project was financed from the National Science Centre (NCN, Poland) granted on the decision number 
DEC-2013/09/B/ST8/00146 and UMO-2014/13/B/ST8/01195. 
 
References  
[1]  S. Liao, B. Li, Z. Ma, H. Wei, C. Chan, S. Ramakrishna, Biomed. Mater. 1 (2006) R45. 
[2]  S. Pramanik, B. Pingguan-Murphy, N.A.A. Osman, Sci. Technol. Adv. Mater. 13 (2012) 043002. 
[3]  W. Cui, Y. Zhou, J. Chang, Sci. Technol. Adv. Mater. 11 (2010) 014108. 
[4]  K.P. de Jong, J.W. Geus, Catal. Rev.- Sci. Eng. 42 (2000) 481. 
[5]  M.A.  Pimenta,  G.  Dresselhaus,  M.S.  Dresselhaus,  L.G.  Cancado,  A.  Jorio,  R.  Saito,  Phys.  Chem. 
Chem. Phys. 9 (2007) 1276.  
[6]  I.D. Rosca, F. Watari, M. Uo, T. Akasaka, Carbon 43 (2005) 3124.
  

---

 
 
 
 
 
 
 
XIV
h
 International Conference on Molecular Spectroscopy, Białka Tatrzańska 2017
 
210
T1: P–77 
5-Methylhydantoin: structure, spectroscopy, photochemistry and 
polymorphism 
 
G. O. Ildiz
1,2
, B. A. Nogueira
1
, J. Canotilho
3
, M. E. S. Eusébio
1
, 
M. S. C. Henriques
4
, J. A. Paixão
4
 and R. Fausto
1
 
 
1 
CQC, Department of Chemistry, University of Coimbra, P-3004-535 Coimbra, Portugal. 
e-mail: [e-mail] 
2 
Faculty of Sciences and Letters, Department of Physics, Istanbul Kültür University, Ataköy Campus, 
Bakirköy 34156, Istanbul, Turkey. 
3 
Faculty of Pharmacy, University of Coimbra, Coimbra, Portugal. 
4
CFisUC, Department of Physics, University of Coimbra, P-3004-516 Coimbra, Portugal. 
 
  
 
The  molecule  of  5-methylhydantoin  (C4H6N2O2;  5-MH)  was  studied  by  matrix  isolation 
infrared  spectroscopy  (IR)  and  density  functional  theory  (DFT)  calculations.  The  electronic 
structure of the most stable structure of 5-MH was characterized using the natural bond orbital 
(NBO) method. The unimolecular UV-induced photochemistry of the matrix-isolated 5-MH was 
followed  by  IR  spectroscopy  and  led  to  observation  of    single  photofragmentation  pathway, 
yielding  isocyanic  acid,  ethanimine  and  carbon  monoxide.  This  reaction  follows  the  same 
pattern  as  those  observed  before  for  both  the  parent  hydantoin  and  1-methylhydantoin 
molecules.  
 
 
 
Figure - The molecule of 5-MH (left) and the PLTM images of the four identified polymorphs 
of the compound (top). The crystal structure of polymorph III (bottom) has been determined by 
XRD. 
 
The  thermal  properties  of  5-MH  were  also  investigated  by  differential  scanning 
calorimetry  (DSC),  polarized-light  thermal  microscopy  (PLTM)  and  infrared  and  Raman 
spectroscopies. Four different polymorphs of 5-MH were identified. The crystal structure of one 
of this polymorphs (polymorph III) was determined by single crystal X-ray diffraction (XRD), 
and two additional polymorphs were characterized by powder XRD. 
 
 
Keywords: 5-Methylhydantoin, Molecular structure, Polymorphism, IR and Raman spectroscopies, X-ray 
analysis, Quantum chemical calculations, Unimolecular photochemical fragmentation, Thermal analysis. 
 
Acknowledgements:  Authors  thank  the  Project  PTDC/QEQ-QFI/3284/2014  –  POCI-01-0145-
FEDER-016617, funded by FCT (Lisbon) and FEDER/COMPETE 2020-EU. The CQC and CFisUC 
are  supported  by  FCT  (Projects  UI0313/QUI/2013  and  UID/FIS/04564/2016),  also  co-funded  by 
FEDER/COMPETE 2020-EU. 

---