Academic literature on the topic 'Нановолокна'

Методом электроформования растворов полиамидокислоты на основе диангидрида 3,3 ,4,4 -дифенил тетракарбоновой кислоты и о-толидина в смеси растворителей N,N-диметилацетамид-бензол получены нановолокна диаметром от 100 до 300 нм. Термическая обработка нановолокнистого материала из полиамидокислоты приводит к образованию нановолокон ароматического полиимида диаметром от 100 до 200 нм. Температура начала терморазложения полиимидных нановолокон в атмосфере аргона составляет 537 °С. Методом сканирующей электронной микроскопии показано, что материал на основе нановолокон из ароматического полиимида сохраняет эластические свойства вплоть до температуры жидкого азота. Полученный материал характеризуется отсутствием цитотоксичности - фибробласты человека, культивируемые на нем, обладают высокой пролиферативной активностью.

Представлены экспериментальные данные по агрегатным массивным клубкам (объемом до 1 сm-3) из углеродных нановолокон (УНВ) диаметром 35-40 nm и длиной 1000 nm. Приведены результаты исследования агрегации УНВ в микроскопическом и в макроскопическом масштабах, микрорамановской спектроскопии при различных энергиях возбуждения. Исследовано поглощение в видимой и ультрафиолетовой областях, которое позволило оценить работу выхода электронов из УНВ. Ключевые слова: углеродные нановолокна, нанотрубки, комбинационное рассеяние света, агрегация.

Предложены новые твердофазные сорбенты некоторых ионов тяжелых металлов (Cu2+, Pb2+, Mn2+) на основе нановолокна, полученного методом бескапиллярного электроформования растворов полиакрилонитрила в диметилформамиде. Нановолокно модифицировали реакциями аминирования (ПАН-оксим) и щелочного гидролиза (ПАН-СООН). Проведена ИК-спектроскопическая идентификация синтезированных нетканых сорбентов и исследована их структура методом сканирующей электронной микроскопии. Удельные площади поверхности сорбентов ПАН-оксима и ПАН-СООН соответственно равны 19.9 и 6.20 м2/г. Установлены оптимальные условия и основные сорбционные характеристики исследованных металлов в статических условиях. Величины сорбционных ёмкостей для Cu(II), Pb(II) и Mn(II) составили соответственно (66±1), (72±2), и (6±2) мг/г для ПАН-СООН и (121±3), (115±2) и (14±3) мг/г для ПАН-оксима.

Целью настоящей работы является исследование физического базиса межфазной адгезии в системе полимер – углеродные нанотрубки. Эта цель реализуется на примере нанокомпозитов полипропилен/углеродные нанотрубки (нановолокна) в рамках фрактального анализа.В силу своей высокой степени анизотропии и низкой поперечной жесткости углеродные нанотрубки (нановолокна) формируют в полимерной матрице нанокомпозита кольцеобразные формирования, структурно аналогичные макромолекулярным клубкам разветвленных полимеров. Это обстоятельство позволяет моделировать структуру нанокомпозитов полимер/углеродные нанотрубки (нановолокна) как полимерный раствор, используя для этой цели методы фрактальной физической химии. При таком подходе предполагается, что роль макромолекулярных клубков играют кольцеобразные формирования углеродных нанотрубок, а роль растворителя – полимерная матрица.Предложенная модель позволяет выполнить структурный анализ уровня межфазных взаимодействий полимерная матрица-нанонаполнитель или уровня межфазной адгезии. Обнаружено, что большая часть контактов между углеродными нанотрубками и полимерной матрицей, которые определяют указанный уровень, формируются внутри кольцеобразных формирований. В рамках фрактального анализа показано, что снижение радиуса кольцеобразных формирований или их компактизация приводит к росту фрактальной размерности, что затрудняет доступ матричного полимера в их внутренние части. Следствием этого эффекта является уменьшение числа контактов полимер-нанонаполнитель и значительное снижение уровня межфазной адгезии. Альтернативно этотэффект может быть описан как следствие компактизации кольцеобразных формирований, выраженной ростом их плотности. Показана прямая взаимосвязь показателя межфазной адгезии (безразмерного параметра ba) как с числом контактов полимер-углеродные нанотрубки, так и с объемом кольцеобразных формирований, доступным для проникновения полимера в их внутренние области. Количественный анализ продемонстрировал, что доля контактов, формирующихся на поверхности кольцеобразных формирований углеродных нанотрубок (нановолокон) составляеттолько ~ 7–10 %. Предложенная модель позволяет получить взаимосвязь между структурой нанонаполнителя в полимерной матрице и уровнем межфазной адгезии для нанокомпозитов этого класса. С практической точки зрения результаты позволяют определить структуру углеродных нанотрубок (нановолокон), необходимую для достижения наибольшего уровня межфазной адгезии. ЛИТЕРАТУРА 1. Mikitaev A. K., Kozlov G. V., Zaikov G. E. Polymer Nanocomposites: Variety of structural forms and applications. New York: Nova Science Publishers, Inc., 2008. 319 p.2. Kozlov G. V., Dolbin I. V. Transfer of mechanical stress from polymer matrix to nanofi ller in dispersionfilled nanocomposites. Inorganic Mater.: Appl. Res. 2019;10(1): 226–230. DOI: https://doi.org/10.1134/s20751133190101673. Dolbin I. V., Karnet Yu. N., Kozlov G. V., Vlasov A. N. Mechanism of growth of interfacial regionsin polymer/carbon nanotube nanocomposites. Composites: Mechanics, Computations, Applications: AnIntern. J. 2018;10(3): 213 220. DOI: https://doi.org/10.1615/CompMechComputApplIntJ.20180292344. Kozlov G. V., Dolbin I. V. The effect of uniaxial extrusion of the degree of reinforcement of nanocompositespolyvinyl chloride/boron nitride. Inorganic Mater.: Appl. Res. 2019;10(3): 642–646. DOI: https://doi.org/10.1134/S20751133190301835. Moniruzzaman M., Winey K. I. Polymer nanocomposites containing carbon nanotubes. Macromolecules.2006;39(16): 5194–5206. DOI: https://doi.org/10.1021/ma060733p6. Thostenson E. T., Li C., Chou T.-W. Nanocomposites in contex. Composites Sci. Techn. 2005;65(2):491–516. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2004.11.0037. Kozlov G. V., Dolbin I. V. The description of elastic modulus of nanocomposites polyurethane/graphenewithin the framework of modifi ed blends rule. Materials Physics and Mechanics. 2018;40(2): 152–157.DOI: https://doi.org/10.18720/MPM.4022018_38. Козлов Г. В., Долбин И. В. Фрактальная модель переноса механического напряжения в наноком-позитах полиуретан / углеродные нанотрубки. Письма о материалах. 2018;8(1): 77–80. DOI: https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-1-77-809. Kozlov G. V., Dolbin I. V., Koifman O. I. A fractal model of reinforcement of carbon polymer–nanotubecomposites with ultralow concentrations of nanofi ller. Doklady Physics. 2019;64(5): 225–228. DOI: https://doi.org/10.1134/S102833581905002110. Козлов Г. В., Долбин И. В. Структурная модель эффективности ковалентной функционализации углеродных нанотрубок. Известия высших учебных заведений, Серия Химия и химическая технология. 2019;62(10): 118–123. DOI: https://doi.org/10.6060/ivkkt.20196210.596211. Schaefer D. W., Justice R. S. How nano are nanocomposites? Macromolecules. 2007;40(24):8501–8517. DOI : https://doi.org/10.1021/ma070356w12. Atlukhanova L. B., Kozlov G. V., Dolbin I. V. Structural model of frictional processes for polymer/carbon nanotube nanocomposites. Journal of Friction and Wear. 2019;40(5). 475–479. DOI: https://doi.org/10.3103/S106836661905002713. Yanovsky Yu. G., Kozlov G. V., Zhirikova Z. M., Aloev V. Z., Karnet Yu. N. Special features of the structureof carbon nanotubes in polymer composite media. Nanomechanics. Sci. Technol.: An Intern. J. 2012;3(2).99–124. DOI: https://doi.org/10.1615/NanomechanicsSciTechnolIntJ.v3.i2.1014. Козлов Г. В., Долбин И. В. Влияние взаимодействий нанонаполнителя на степень усилениянанокомпозитов полимер/углеродные нанотрубки. Нано- и микросистемная техника. 2018;20(5):259–266. DOI: https://doi.org/10.17587/nmst.20.259-26615. Kozlov G. V., Dolbin I. V. Interrelation between elastic moduli of fi ller and polymethyl methacrylatecarbonnanotube nanocomposites. Glass Physics and Chemistry. 2019;45(4): 277–280. DOI: https://doi.org/10.1134/S108765961904006016. Kozlov G.V., Dolbin I.V., Zaikov G.E. The Fractal Physical Chemistry of Polymer Solutions and Melts. Toronto, New Jersey: Apple Academic Press, 2014; 316 p.17. Bridge B. Theoretical modeling of the critical volume fraction for percolation conductivity of fi breloadedconductive polymer composites. J. Mater. Sci. Lett. 1989;8(2): 102–103. DOI: https://doi.org/10.1007/BF0072026518. Kozlov G. V., Zaikov G. E. Structure of the Polymer Amorphous State. Utrecht, Boston: Brill AcademicPublishers; 2004. 465 p.19. Puertolas J. A., Castro M., Morris J. A., Rios R., Anson-Casaos A. Tribological and mechanical propertiesof grapheme nanoplatelet/PEEK composites. Carbon. 2019;141(1): 107–122. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbon.2018.09.03620. Zhang M., Zhang W., Jiang N., Futaba D. N., Xu M. A general strategy for optimizing compositeproperties by evaluating the interfacial surface area of dispersed carbon nanotubes by fractal dimension.Carbon. 2019;154(2): 457–465. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbon.2019.08.01721. Kozlov G. V., Dolbin I. V. Effect of a nanofi ller structure on the degree of reinforcement of polymer–carbon nanotube nanocomposites with the use of a percolation model. Journal of Applied Mechanicsand Technical Physics. 2018;59(4): 765–769. DOI: https://doi.org/10.1134/S002189441804025922. Kozlov G. V., Dolbin I. V. Structural interpretation of variation in properties of polymer/carbonnanotube nanocomposites near the nanofi ller percolation threshold. Technical Physics. 2019;64(10): 1501–1505. DOI: https://doi.org//10.1134/S106378421910012823. Kozlov G. V., Zaikov G. E. The structural stabilization of polymers: Fractal Models. Leiden, Boston:Brill Academic Publishers; 2006. 345 p.24. Kozlov G. V., Dolbin I. V. Modeling of carbon nanotubes as macromolecular coils. Melt viscosity.High Temperature. 2018;56(5): 830–832. DOI: https://doi.org/10.1134/S0018151X18050176. 25. Kozlov G. V., Dolbin I. V. Viscosity of a melt of polymer/carbon nanotube nanocomposites. An analogywith a polymer solution. High Temperature. 2019;57(3): 441–443. DOI: https://doi.org/10.1134/S0018151X1903008826. Kozlov G. V., Dolbin I. V. The simulation of carbon nanotubes as macromolecular coils: Interfacialadhesion. Materials Physics and Mechanics. 2017;32(2): 103–107. DOI: https://doi.org/10.18720/MPM.3222017-127. Kozlov G. V., Dolbin I. V. Fractal model of the nanofi ller structure affecting the degree of reinforcementof polyurethane–carbon nanotube nanocomposites. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics.2018;59(3): 508–510. DOI: https://doi.org/10.1134/S002189441803015X28. Dolbin I. V., Kozlov G. V. Structural version of Ostwald-de Waele equation: Fractal treatment. FluidDynamics. 2019;54(2): 288–292. DOI: https://doi.org/10.1134/S001546281901005129. Atlukhanova L. B., Kozlov G. V., Dolbin I. V. The correlation between the nanofi ller structure and theproperties of polymer nanocomposites: fractal model. Inorganic Mater.: Appl. Res. 2020;11(1): 188–191. DOI:https://doi.org/10.1134/S207511332001004930. Kozlov G. V., Yanovskii Yu. G., Zaikov G. E. Structure and properties of particulate-fi lled polymercomposites: the fractal analysis. New York: Nova Science Publishers, Inc.; 2010. 282 p.31. Shaffer M. S. P., Windle A. H. Analogies between polymer solutions and carbon nanotube despersions.Macromolecules. 1999;32(2): 6864–6866. DOI: https://doi.org/10.1021/ma990095t32. Yi Y. B., Berhan L., Sastry A. M. Statistical geometry of random fi brous networks revisited: waviness,dimensionality and percolation. Journal of Applied Physics. 2004;96(7): 1318–1327. DOI: https://doi.org/10.1063/1.176324033. Berhan L., Sastry A. M. Modeling percolation in high-aspect-ratio fi ber systems. I. Soft-core versushard-core models. Physical Review E - Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics. 2007;75(23):041120. DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevE.75.04112034. Shi D.-L., Feng X.-Q., Huang Y.Y., Hwang K.-C., Gao H. The effect of nanotube waviness andagglomeration on the elastic property of carbon nanotube-reinforced composites. Journal of EngineeringMaterials and Technology, Transactions of the ASME. 2004;126(2): 250–257. DOI : https://doi.org/10.1115/1.175118235. Lau K.-T., Lu M., Liao K. Improved mechanical properties of coiled carbon nanotubes reinforced epoxynanocomposites. Composites. Part A. 2006;37(6): 1837–1840. DOI : https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2005.09.01936. Martone A., Faiella G., Antonucci V., Giordano M., Zarrelli M. The effect of the aspect ratioof carbon nanotubes of their effective reinforcementmodulus in an epoxy matrix. Composites Sci. Techn.2011;71(8): 1117–1123. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compscitechn.2011.04.00237. Shao L. H., Luo R. Y., Bai S. L., Wang J. Prediction of effective moduli of carbon nanotube – reinforcedcomposites with waviness and debonding. Composite Struct. 2009;87(3): 274–281. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2008.02.01138. Omidi M., Hossein Kokni D. T., Milani A. S., Seethaller R. J., Arasten R. Prediction of the mechanicalcharacteristics of multi-walled carbon nanotube/epoxy composites using a new form of the rule of mixtures.Carbon. 2010;48(11): 3218–3228. DOI: https://doi.org/10.1016/j.carbon.2010.05.00739. Shady E., Gowayed Y. Effect of nanotube geometry on the elastic properties of nanocomposites.Composites Sci. Techn. 2010;70(10): 1476–1481. DOI: https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2010.04.027

Экспериментально и теоретически исследованы условия формирования 2D аллотропов слоистых прекурсоров (сурьма, графит) и композитов на их основе межслоевой самосборкой из коллоидных растворов. Определены режимы возникновения самоактивированных коллоидных растворов изопропанол/сурьма, сопровождающихся наличием длинновременных нелинейных гидродинамических эффектов в коллоидном растворе, коррелирующих с периодическим изменением размеров частиц в растворе. Теоретически показано, что мультислои сурьмы отличаются по своим зарядовым свойствам и наблюдаемые экспериментально процессы свидетельствуют о наличии в объеме раствора 2D структур с различным числом слоев, различающиеся типом и величиной заряда. Получены два типа композитных структур: многослойная структура мультиграфен/сурьма и полиморфная - мультиграфен/нановолокна. Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 16-43-360281 р_а) Выражаем благодарность Центру коллективного пользования научным оборудованием Воронежского государственного университета за активную поддержку работ молодых ученых!

Мекердічан А. Л. Розробка методики гідрофобізуючого апретування нановолокон оксиду алюмінію : кваліфікаційна робота магістра спеціальності 136 "Металургія" / наук. керівник А. В. Карпенко. Запоріжжя : ЗНУ, 2020. 77 с.
UA : В роботі проведено літературний огляд існуючих способів нанесення гідрофобних покриттів на різноманітні поверхні. Узагальнені уявлення про гідрофобність та гідрофільність матеріалів та покриттів. Обґрунтовано вибір вихідних компонентів для розробки методики нанесення гідрофобно покриття на волокна оксиду алюмінію. Проведені дослідження по визначенню кутів змочування для лауринової та стеаринової кислот. Випробувано отримані в ході роботи мембрани з нановолокон оксиду алюмінію з гідрофобним покриттям на змочуваність. Проведено аналіз гідрофобних властивостей за допомогою приладу для визначення контактних кутів змочування, термічний аналіз нановолокон гідрофобізованих стеаринової кислотою показує, що частина кислоти випаровується при температурі кипіння, а інша частина випаровується в області високих температур.
EN : The paper reviews the existing methods of applying hydrophobic coatings on various surfaces. Generalized ideas about the hydrophobicity and hydrophilicity of materials and coatings. The choice of source components for the development of methods for applying hydrophobic coating on alumina fibers is substantiated. Studies have been carried out to determine the wetting angles for lauric and stearic acids. The subjects obtained during the operation of the membrane of nanofibers of alumina with a hydrophobic coating for wettability. The analysis of hydrophobic properties using a device for determining the contact angles of wetting, thermal analysis of nanofibers hydrophobized with stearic acid shows that part of the acid evaporates at boiling temperature, and the other part is cleaved from the compound and evaporates in the high temperature region.