ПРАЦІ НАУКОВОГО ТОВАРИСТВА ім. ШЕВЧЕНКА

Хімічні науки

Архів / Том LXX 2022

Едуард ЛИСЕНКОВ, Микола ГИЛКО, Вікторія БІЛА

Чорноморський національний університет імені Петра Могили, вул. 68 Десантників, 10, 54003 Миколаїв, Україна
e-mail: ealysenkov@ukr.net

DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2022.70.016

ВПЛИВ НЕКОВАЛЕНТНОЇ МОДИФІКАЦІЇ ВУГЛЕЦЕВИХ НАНОТРУБОК ЗА ДОПОМОГОЮ ПОЛІЕТИЛЕНГЛІКОЛЮ НА ЇХ РОЗПОДІЛ У ПОЛІМЕРНІЙ МАТРИЦІ

Вивчено вплив нековалетної модифікації вуглецевих нанотрубок (ВНТ) на ступінь їх розподілу у полімерній матриці поліетиленгліколю. Досліджували особливості розподілу ВНТ двох типів: немодифікованих і нековалентно модифікованих нано-трубок. З’ясовано, що немодифіковані ВНТ містили на поверхні гідроксильні, карбоксильні та лактонні групи. Наявність цих груп на поверхні ВНТ дала змогу провести їх нековалентну модифікацію. Із аналізу мікроскопічних зображень виявлено, що модифіковані ВНТ більш рівномірно розподіляються у полімерній матриці, ніж немодифіковані нанотрубки, що можна пояснити різним характером взаємодії між полімерною матрицею та ВНТ. Визначено, що для систем, які містять модифіковані ВНТ, спостерігається вище значення фрактальної розмірності, що свідчить про утворення більш розпушених агрегатів із ВНТ, тоді як не модифіковані ВНТ виявля¬ють тенденцію до утворення більш щільних агрегатів.

Ключові слова: вуглецеві нанотрубки, нековалентна модифікація, нанокомпозити, мікроструктура, міжфазова взаємодія.

Література:

    1. Shoukat R., Khan M.I. Carbon nanotubes: a review on properties, synthesis methods and applications in micro and nanotechnology. Microsyst. Technol. 2021. Vol. 27. P. 4183–4192. (https://doi.org/10.1007/s00542-021-05211-6).
    2. Iqbal A., Saeed A., Ul-Hamid A. A review featuring the fundamentals and advancements of polymer/CNT nanocomposite application in aerospace industry. Polym. Bull. 2021. Vol. 78. P. 539–557. (https://doi.org/10.1007/s00289-019-03096-0).
    3. Baowan D., Ruengrot P., Hill J.M., Bacsa W. The effect of non-covalent functionalization on the interaction energy of carbon nanotubes. J. Phys. Commun. 2019. Vol. 3. P. 035018. (https://doi.org/10.1088/2399-6528/ab0dd4).
    4. Dubey R., Dutta D., Sarkar A., Chattopadhyay P. Functionalized carbon nanotubes: synthesis, properties and applications in water purification, drug delivery, and material and biomedical sciences. Nanoscale Adv. 2021. Vol. 3. P. 5722–5744. (https://doi.org/10.1039/D1NA00293G).
    5. Zhou Y., Fang Y., Ramasamy R.P. Non-Covalent Functionalization of Carbon Nanotubes for Electrochemical Biosensor Development. Sensors. 2019. Vol. 19. P. 392. (https://doi.org/10.3390/s19020392).
    6. Díez-Pascual A.M. Chemical Functionalization of Carbon Nanotubes with Polymers: A Brief Overview. Macromol. 2021. Vol. 1. P. 64–83. (https://doi.org/10.3390/macromol1020006).
    7. Bilalis P., Katsigiannopoulos D., Avgeropoulos A., Sakellariou G. Non-covalent functionali¬zation of carbon nanotubes with polymers. RSC Adv. 2014. Vol. 4. P. 2911. (https://doi.org/10.1039/C3RA44906H).
    8. Lysenkov E., Melnyk I., Bulavin L., Klepko V., Lebovka N. Structure of Polyglycols Doped by Nanoparticles with Anisotropic Shape. in L. Bulavin and N. Lebovka (eds.). Physics of Liquid Matter: Modern Problems. Springer Proceedings in Physics. – Switzerland: Springer International Publishing. 2015. Р. 165-198. (https://doi.org/10.1007/978-3-319-20875-6_7).
    9. Klepko V.V., Lysenkov E.A. Features of percolation transition in systems on the basis of oligoglycols and carbon nanotubes. Ukr. J. Phys. 2015. Vol. 60(9). P. 944–949. (https://doi.org/10.15407/ujpe60.09.0944).
    10. Hoshen J., Kopelman R. Percolation and cluster distribution. I. Cluster multiple labeling technique and critical concentration algorithm. Physical Review B: Condensed Matter and Materials Physics. 1976. Vol. 14. P. 3438–3445. (https://doi.org/10.1103/PhysRevB.14.3438).
    11. Boehm H.P. Surface oxides on carbon and their analysis: a critical assessment. Carbon. 2002. Vol. 40(2). P. 145–149. (https://doi.org/10.1016/S0008-6223(01)00165-8).
    12. Petrova B., Tsyntsarski B., Budinova T., Petrov N., Velasco L.F., Ania C.O. Activated carbon from coal tar pitch and furfural for the removal of p-nitrophenol and m-aminophenol. Chem. Eng. J. 2011. Vol. 172(1). P. 102–108. (https://doi.org/10.1016/j.cej.2011.05.075).
    13. Lin Y., Taylor S., Li H., Fernando K.A.S., Qu L., Wang W., Gu L., Zhou B., Sun Y.-P. Advances toward bioapplications of carbon nanotubes. J. Mater. Chem. 2004. Vol. 14. Р. 527–541. (https://doi.org/10.1039/B314481J).
    14. Islam M.F., Rojas E., Bergey D.M., Johnson A.T., Yodh A.G. High weight fraction surfactant solubilization of single-wall carbon nanotubes in water. Nano Lett. 2003. Vol. 3. P. 269–273. (https://doi.org/10.1021/nl025924u).
    15. Shim M., Wong N., Kam S., Chen R.J., Li Y., Dai H. Functionalization of carbon nanotubes for biocompatibility and biomolecular recognition. Nano Lett. 2002. Vol. 2. P. 285–288. (https://doi.org/10.1021/nl015692j).
    16. Lysenkov E.A., Klepko V.V., Yakovlev Yu.V. Influence of the Filler’s Size on the Percolation Behavior in the Polyethylene Glycol/Carbon Nanotubes System. J. Nano- Electron. Phys. 2015. Vol. 7(1). P. 01031.
    17. Feder J. Fractals. – Springer: Science & Business Media. 2013. 284 p.
    18. Lysenkov E.A., Klepko V.V. Features of the microstructure of systems based on polyethers and carbon nanotubes. Nanosystems, nanomaterials, nanotechnologies. 2016. Vol. 14(2). P. 203–219. (in Ukrainian).

Як цитувати:

ЛИСЕНКОВ Е., ГИЛКО М., БІЛА В. ВПЛИВ НЕКОВАЛЕНТНОЇ МОДИФІКАЦІЇ ВУГЛЕЦЕВИХ НАНОТРУБОК ЗА ДОПОМОГОЮ ПОЛІЕТИЛЕНГЛІКОЛЮ НА ЇХ РОЗПОДІЛ У ПОЛІМЕРНІЙ МАТРИЦІ. Праці НТШ. Хім. Наук. 2022 Т. LXX. С. 16-25.

Завантажити файл