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.